Kawasaki Motor Indonesia Green Industry Bab iiVV...

Kawasaki Motor Indonesia Green Industry

38

BBaabb iiVV

TTeekknnoollooggii ppeennggoollaahhaann aaiirr lliimmbbaahh pptt.. KKaawwaassaakkii

mmoottoorr IInnddoonneessiiaa

4.1. Teknologi Pre-Treatment PT. KMI Cibitung

Pengolahan air limbah bertujuan untuk menghilangkan

parameter pencemar yang ada di dalam air limbah sampai batas

yang diperbolehkan untuk dibuang ke badan air sesuai dengan

syarat baku mutu yang diijinkan atau sampai memenuhi kualitas

tertentu untuk dimanfaatkan kembali. Pengolahan air limbah secara

garis besar merupakan upaya pemisahan padatan tersuspensi

(solid–liquid separation), pemisahan senyawa koloid, serta

penghilangan senyawa polutan terlarut. Ditinjau dari jenis prosesnya

dapat dikelompokkan sebagai : proses pengolahan secara fisika,

proses secara kimia, proses secara fisika-kimia serta proses

pengolahan secara biologis. Penerapan masing-masing metode

tergantung pada karakteristik limbahnya dan kualitas hasil yang

diinginkan.

Ditinjau dari urutannya proses pre-treatment air limbah PT.

KMI dapat dibagi menjadi tiga jenis pengolahan, yakni :

Pengolahan Primer, digunakan sebagai pengolahan

pendahuluan untuk menghilangkan padatan tersuspensi,


39

koloid, serta penetralan yang umumnya menggunakan

proses fisika atau proses kimia.

Pengolahan Sekunder, digunakan untuk menghilangkan

senyawa polutan organik terlarut yang umumnya dilakukan

secara proses biologis.

Pengolahan Tersier atau Pengolahan Lanjut, digunakan

untuk menghasilkan air olahan dengan kualitas yang lebih

bagus sesuai dengan yang diharapkan. Prosesnya dapat

dilakukan baik secara biologis, secara fisika, kimia atau

kombinasi ke tiga proses tersebut.

Gambar 4.1 : Diagram Alir Proses Pengelolaan Air Limbah PT. KMI

Penerapan masing-masing metode tergantung pada

karakteristik limbahnya dan kualitas hasil yang diinginkan. Klasifikasi


40

jenis proses pengolahan untuk menghilangkan senyawa pencemar

dalam air limbah dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1 : Klasifikasi Proses Pengolahan Air Limbah Menurut

Jenis Kontaminannya

KONTAMINAN SISTEM PENGOLAHAN KLASIFIKASI

Padatan Tersuspensi

Screening dan communition F

Sedimentasi F

Flotasi F

Filtrasi F

Koagulasi/sedimentasi K/F

Land treatment F

Biodegradable Organics

Lumpur aktif B

Trickling filters B

Rotating biological contactors B

Aerated lagoons (kolam aerasi) B

Saringan pasir F/B

Land treatment B/K/F

Pathogens

Khlorinasi K

Ozonisasi K

Land treatment F

Nitrogen

Suspended-growth nitrification and denitrification B

Fixed-film nitrification and denitrification B

Ammonia stripping K/F

Ion Exchange K

Breakpoint khlorinasi K

Land treatment B/K/F

Phospor

Koagulasi garam logam/sedimentasi K/F

Koagulasi kapur/sedimentasi K/F

Biological/Chemical phosphorus removal B/K

Land treatment K/F

Refractory Organics

Adsorpsi karbon F

Tertiary ozonation K

Sistem land treatment F

Logam Berat

Pengendapan kimia K

Ion Exchange K

Land treatment F

Padatan Inorganik Terlarut

Ion Exchange K

Reverse Osmosis F

Elektrodialisis K

Keterangan : B = Biologi, K = Kimia, F = Fisika.


41

4.1.1. Pengolahan Air Limbah Secara Fisika dan Kimia

Proses Screening (Penyaringan)

Di dalam proses pengolahan air limbah, screening atau

saringan dilakukan pada tahap paling awal. Saringan untuk

penggunaan umum (general porpose screen) dapat digunakan

untuk memisahkan bermacam-macam benda padat yang ada di

dalam air limbah, misalnya kertas, plastik, kain, kayu dan benda dari

metal serta lainnya. Benda-benda tersebut jika tidak dipisahkan

dapat menyebab-kan kerusakan pada sistem pemompaan dan unit

peralatan pemisah lumpur misalnya weir, block valve, nozle, flow

meter, saluran serta system perpipaan. Hal tersebut dapat

menimbulkan masalah yang serius terhadap operasional maupun

pemeliharaan peralatan. Saringan yang halus kadang-kadang dapat

juga digunakan untuk memisahkan padatan tersuspensi.

Gambar 4.2 : Foto Screen Untuk Penyaringan Padatan Dari Ruang

Cuci Kantin PT. KMI.


42

Unit Pemisah Pasir (Grit Removal)

Di dalam proses pengolahan air limbah, pasir, kerikil halus,

dan juga benda-benda lain misalnya kepingan logam, pecahan

kaca, tulang, dan lain lain yang mana tidak dapat membusuk, harus

dipisahkan terlebih dahulu. Hal ini dilakukan untuk:

Melindungi kerusakan pada peralatan mekanik seperti

pompa, flow meter dll agar tidak terjadi abrasi atau

kebuntuan.

Untuk menjaga atau mencegah kebuntuan di dalam

sistem perpipaan dan terjadinya pengendapan di dalam

saluran.

Untuk mencegah pengerakan (cementing) di dasar bak

pengendapan awal atau bak pengolah lumpur (sludge

digesting).

Untuk mengurangi atau menghilangkan akumulasi dari

material inert yang tidak dapat terurai di dalam bak aerasi

atau reaktor biologis serta bak pengolah lumpur yang

akan mengakibatkan kerugian volume (loss of usable

volume).


43

Gambar 4.3 : Bak Pengumpul Limbah Dan Pemisah Pasir.

Unit Pemisah Oli (Oil Trap)

Pada tahap awal pengolahan limbah yang dilakukan di IPAL

ini adalah unit pemisahan minyak. Pada tahap ini terdiri dari

pengolahan awal (primary treatment) yakni proses awal pemisahan

minyak dan penghilangan pasir (grit removal) kemudian proses

pemisahan minyak dengan cara fisika-kimia (physico-chemical oil

seperation) dilanjutkan dengan pengolahan sekunder menggunakan

proses biologis misalnya biofilter. Proses pemisahan minyak

tersebut sangat penting untuk dilakukan karena jika konsentrasi

minyak di dalam air limbah masih tinggi maka dapat mengganggu

proses pengolahan air limbah secara biologis serta mengakibatkan

biaya pengolahan menjadi mahal.

Manhole Saluran

Limbah Produksi

Bak Pengumpul Produksi


44

Pemisahan minyak (preliminary oil separation) atau

pemisahan minyak secara gravitasi (gravity oil seperation) ini adalah

merupakan proses tahap awal dari seluruh proses pengolahan air

limbah industri PT. Uniited Tractors Tbk. Tujuan dari pemisahan oli

dan minyak adalah untuk menghilangkan oli dan senyawa

hidrocarbon lainnya di dalam proses emulsi mekanik. Air yang

dihasilkan harus bebas oli & minyak sehingga dapat dialirkan ke

proses pemurnian fisika-kimia yang sederhana sehingga kebutuhan

zat kimia yang ditambahkan lebih ekonomis.

Tujuan kedua adalah untuk menghilangkan pasir dan alluvia

(tanah) yang tidak dikehendaki dalam proses pemurnian fisika-kimia,

yang dapat mempersulit pengumpulan, pengkonsentrasian, serta

dapat mengganggu porses tahap akhir pembuangan lumpur minyak

/oli yang mengambang.

Pemisahan oli/minyak biasanya dilakukan tanpa adanya

penambahan bahan kimia. Proses ini dirancang untuk menyamakan

konsentrasi sisa HC pada inlet proses pemurnian fisika-kimia

dengan cara menurunkan laju aliran puncak HC yang masuk.

Konsentrasi hidrocarbon (HC) tak larut di dalam air limbah bervariasi

dari 20 mg/l hingga 150-200 mg/l (pada industri petrokimia)

tergantung pada seberapa halus emulsi yang terjadi. Secara prinsip

konsentrasi HC di dalam air limbah tidak dapat diantisipasi atau

dihitung. Pendekatan tertentu dapat dilakukan, tetapi hanya untuk

kasus efluen limbah yang sederhana misalnya limbah dari

deballasting atau produced water.


45

Proses pemisahan oli & minyak ini dilakukan dengan cara

gravitasi alami, dimana butiran oli/minyak naik dengan kecepatan

keatas yang ada yang dibatasi oleh berat jenisnya (specific gravity).

Ada dua jenis pemisah yang sering ditemukan, yaitu :

Settler separators, minyak langsung dikumpulkan dari

permukaan air. Yang termasuk dalam metoda tersebut adalah

pemisah minyak API longitudinal (longitudinal API separators)

dan pemisah minyak API bentuk bulat (circular separators).

Lamella separators atau plate separators, dimana minyak

dikumpulkan secara langsung oleh permukaan bagian bawah

plate miring dan kemudian terangkat ke permukaan. Plate

tersebut mempunyai dua fungsi. Dengan adanya plate ini butiran

minyak menempuh jalur pendek dan memberikan efek menyatu

(coalescence effect). Kedua fungsi ini sangat dipengaruhi oleh

jarak antar lamella (plates).

Untuk IPAL PT. KMI ini menggunakan jeniss settler

separator, karena oli yang terkandung di dalam limbah relatif mudah

untuk dipisahkan dan teknologinya relatif lebih sederhana namun

dapat diterapkan dengan efektif di sini. Secara detail gambar dan

foto oil separator IPAL PT. KMI tersebut dapat dilihat seperti pada

Gambar 4.4 dan 4.5 Unit oil trap ini juga dilengkapi dengan bak

pemekat oli, dan juga pompa untuk pemindahan oli.


46

Gambar 4.4 : Oil Trap IPAL.

Gambar 4.5. : Foto Oil Trap IPAL dan Sarana Pengumpul Oli.


47

Gambar 4.6 : Foto Oil Trap IPAL dan Sarana Pengumpul Oli

Proses Pengontrolan pH

pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk

menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh

suatu larutan. Ia didefinisikan sebagai kologaritma aktivitas ion

hidrogen (H+) yang terlarut. Koefisien aktivitas ion hidrogen tidak

dapat diukur secara eksperimental, sehingga nilainya didasarkan

pada perhitungan teoritis. Skala pH bukanlah skala absolut. Ia

bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar yang pH-nya

ditentukan berdasarkan persetujuan internasional. Salah satu

pengukuran yang sangat penting dalam berbagai cairan proses

(industri, farmasi, manufaktur, produksi makanan dan sebagainya)

adalah pH, yaitu pengukuran ion hidrogen dalam suatu larutan.

Larutan dengan harga pH rendah dinamakan ”asam” sedangkan

yang harga pH-nya tinggi dinamakan ”basa”. Skala pH terentang

dari 0 (asam kuat) sampai 14 (basa kuat) dengan 7 adalah harga

http://id.wikipedia.org/wiki/Asam

http://id.wikipedia.org/wiki/Basa

http://id.wikipedia.org/wiki/Larutan

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Kologaritma&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Aktivitas_%28kimia%29&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Ion_hidrogen

http://id.wikipedia.org/wiki/Ion_hidrogen

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Koefisien_aktivitas&action=edit&redlink=1


48

tengah mewakili air murni (netral). Nilai ini menunjukkan konsentrasi

ion H+ dan ion OH- di dalam air. Gambar 4.7 menunjukkan

hubungan antara nilai pH dengan konsentrasi ion H+ dan OH-.

Prinsip dari skala pH adalah : Konsentrasi ion H+ berhubungan

terbalik terhadap nilai pH, sedangkan konsentrasi ion OH-

berhubungan langsung terhadap nilai pH.

Gambar 4.7 : Hubungan nilai pH Terhadap Konsentrasi H+ dan OH-

Konsep pH pertama kali diperkenalkan oleh kimiawan

Denmark Søren Peder Lauritz Sørensen pada tahun 1909. Tidaklah

diketahui dengan pasti makna singkatan "p" pada "pH". Beberapa

rujukan mengisyaratkan bahwa p berasal dari singkatan untuk

powerp[2] (pangkat), yang lainnya merujuk kata bahasa Jerman

Potenz (yang juga berarti pangkat)[3], dan ada pula yang merujuk

pada kata potential. Jens Norby mempublikasikan sebuah karya

ilmiah pada tahun 2000 yang berargumen bahwa p adalah sebuah

tetapan yang berarti "logaritma negatif"[4].

http://id.wikipedia.org/wiki/Kimiawan

http://id.wikipedia.org/wiki/Denmark

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=S%C3%B8ren_Peder_Lauritz_S%C3%B8rensen&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/PH#cite_note-Sor-1

http://id.wikipedia.org/wiki/Bahasa_Jerman

http://id.wikipedia.org/wiki/PH#cite_note-Uw-2

http://id.wikipedia.org/wiki/Logaritma

http://id.wikipedia.org/wiki/PH#cite_note-Jens-3


49

pH = - log [H+]

similarly, pOH = - log [OH-]

and p Kw = - log [Kw] .

Pengukuran pH

pH larutan dapat diukur dengan beberapa cara. Secara

kualitatif pH dapat diperkirakan dengan kertas Lakmus (Litmus) atau

suatu indikator (kertas indikator pH). Seraca kuantitatif pengukuran

pH dapat digunakan elektroda potensiometrik.Elektroda ini

memonitor perubahan voltase yang disebabkan oleh perubahan

aktifitas ion hidrogen (H+) dalam larutan. Elektroda potensiometrik

sederhana untuk tipe ini seperti gambar 4-10.

Gambar 4.8 : Pengukuran pH Dengan pH Meter.

Elektroda pH yang paling modern terdiri dari kombinasi

tunggal elektroda referensi (reference electrode) dan elektroda


50

sensor (sensing electrode) yang lebih mudah dan lebih murah

daripada elektroda tepisah seperti gambar 4-10. Elektroda

kombinasi ini mempunyai fungsi yang sama dengan elektroda

pasangan.

Air murni bersifat netral, dengan pH-nya pada suhu 25 °C

ditetapkan sebagai 7,0. Larutan dengan pH kurang daripada tujuh

disebut bersifat asam, dan larutan dengan pH lebih daripada tujuh

dikatakan bersifat basa atau alkali. Pengukuran pH sangatlah

penting dalam bidang yang terkait dengan kehidupan atau industri

pengolahan kimia seperti kimia, biologi, kedokteran, pertanian, ilmu

pangan, rekayasa (keteknikan), dan oseanografi. Tentu saja bidang-

bidang sains dan teknologi lainnya juga memakai meskipun dalam

frekuensi yang lebih rendah.

Gambar 4.9 : Elektroda Potensiometrik.

Proses pengontrolan pH bertujuan untuk mengatur pH atau

tingkat keasaman air limbah sampai mencapai pH tertentu yang

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Air_murni&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Asam

http://id.wikipedia.org/wiki/Basa

http://id.wikipedia.org/wiki/Alkali

http://id.wikipedia.org/wiki/Kimia

http://id.wikipedia.org/wiki/Biologi

http://id.wikipedia.org/wiki/Kedokteran

http://id.wikipedia.org/wiki/Pertanian

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ilmu_pangan&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Ilmu_pangan&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Rekayasa

http://id.wikipedia.org/wiki/Oseanografi


51

diinginkan. Proses pengontrolan pH diperlukan agar proses

koagulasi-flokulasi dapat berjalan secara optimal, sebab bahan

kimia koagulan/flokulan akan berkerja pada pH optimum tertentu.

Jika pH optimal tercapai, maka akan terjadi penghematan

pemakaian bahan kimia dan flok-flok akan terbentuk dengan ukuran

maksimal, sehingga akan sangat mudah untuk dilakukan

pemisahan/sedimentasi.

Bahan kimia yang digunakan adalah asam sulfat (H2SO4)

atau asam khlorida (HCl) untuk menetralkan air limbah yang bersifat

alkali. Sedangkan untuk zat alkali yang banyak digunakan antara

lain yakni soda ash atau soda abu (NaHCO3), Kapur tohor (CaO),

Ca(OH)2 , CaCO3, natrium hidroksida (NaOH). Proses penetralan

umumnyan dilakukan dengan pengadukan di dalam bak pencampur

dengan waktu tinggal 5 – 30 menit, dan biasanya dilengkapi dengan

kontroler pH. Untuk penetralan dengan menggunakan kapur, dapat

menimbulkan endapan garam kalsium.

Berdasarkan hasil analisa, kondisi pH /tingkat keasaman

air limbah produksi PT. KMI ini tidak stabil dan dalam range pH yang

jauh (antara 5 – 11). Kondisi ini sangat tidak menguntungkan untuk

proses koagulasi-flokulasi, karena berdasarkan hasil analisa (jar

test) range pH optimum untuk proses koagulasi-flokulasi ini terjadi

pada pH 7-8,5. Dengan demikian maka IPAL produksi PT. KMI ini

perlu dilengkapi dengan sarana pengaturan pH untuk menjaga

kestabilan pH agar tetap berada pada range pH antara 7 – 8,5.


52

Gambar 4.10 : Sistem Kerja pH Kontrol

Gambar 4.11 : Foto pH Kontrol Lengkap Dengan Dosing

Pump-nya.


53

Proses Koagulasi – Flokulasi

Koagulasi adalah proses destabilisasi partikel koloid dengan

cara penambahan senyawa kimia yang disebut koagulan. Koloid

mempunyai ukuran tertentu sehingga gaya tarik menarik antara

partikel lebih kecil dari pada gaya tolak menolak akibat muatan

listrik. Pada kondisi stabil ini penggumpalan partikel tidak terjadi dan

gerakan Brown menyebabkan partikel tetap berada sebagai

suspensi. Melalui proses koagulasi terjadi destabilisasi, sehingga

partikel-partikel koloid bersatu dan menjadi besar. Dengan demikian

partikel-partikel koloid yang pada awalnya sukar dipisahkan dari air,

setelah proses koagulasi akan menjadi kumpulan partikel yang lebih

besar sehingga mudah dipisahkan dengan cara sedimentasi, filtrasi

atau proses pemisahan lainnya yang lebih mudah.

Di dalam sistem pengolahan air limbah dengan

penambahan bahan kimia proses koagulasi sangat diperlukan untuk

proses awal. Partikel-partikel yang sangat halus maupun partikel

koloid yang terdapat dalam air limbah sulit sekali mengendap. Oleh

karena itu perlu proses koagulasi yaitu penambahan bahan kimia

agar partikel-partikel yang sukar mengendap tadi menggumpal

menjadi besar dan berat sehingga kecepatan pengendapannya lebih

besar.


54

Bahan Koagulan

Bahan kimia yang sering digunakan untuk proses koagulasi

umumnya dikalsifikasikan menjadi tiga golongan, yakni Zat

Koagulan, Zat Alkali dan Zat Pembantu Koagulan. Zat koagulan

digunakan untuk menggumpalkan partikel-partikel padat

tersuspensi, zat warna, koloid dan lain-lain agar membentuk

gumpalan partikel yang besar (flok). Sedangkan zat alkali dan zat

pembantu koagulan berfungsi untuk mengatur pH agar kondisi air

baku dapat menunjang proses flokulasi, serta membantu agar

pembentukan flok dapat berjalan dengan lebih cepat dan baik.

Pemilihan zat koagulan harus berdasarkan pertimbangan antara lain

: jumlah dan kualitas air yang akan diolah, kekeruhan air baku,

metode filtrasi serta sistem pembuangan lumpur endapan.

Penentuan Dosis Koagulan

Penentuan dosis koagulan bervariasi sesuai dengan jenis

koagulan yang dipakai, kekeruhan air baku, pH, alkalinitas dan juga

temperatur operasi. Disamping itu dipengaruhi pula oleh faktor-

faktor lainnya misalnya kandungan zat besi dan mangan yang tinggi,

mikroorganisme. Perhitungan dosis koagulan dapat dilakukan

dengan memakai rumus sebagai berikut:


55

Vv = Q x Rs x (100/C) x 10-3

dimana : Vv = Dosis volumetrik koagulan ( lt/jam).

Q = Laju alir air baku ( M3).

Rs = Dosis koagulan yang diharapkan (ppm).

C = Konsentrasi larutan koagulan ( % ).

Zat Alkali (Alkaline Agent)

Zat alkali dipakai untuk pengolahan air limbah dan air

minum dengan tujuan untuk pengaturan pH dan alkalinitas air baku

agar proses koagulasi - flokulasi dapat berjalan dengan baik dan

efektif. Dosis zat zat alkali yang dibubuhkan harus ditentukan

sesuai laju pembubuhan harus ditentukan berdasarkan alkalinitas air

baku dan laju pembubuhan koagulan. Perlu atau tidaknya

penambahan zat alkali tersebut serta dosisnya (rata-rata, minimum

dan maksimum) harus ditentukan berdasarkan alkalinitas air baku,

laju pembubuhan koagulan serta alkalinitas air olahan yang

diharapkan dengan menggunakan jar tes. Untuk menghitung dosis

zat alkali yang diperlukan dapat memakai rumus sebagai berikut :

W = [( A2 + K x R ) - A1] x F

Keterangan:

W = Dosis pembubuhan zat alkali ( mg/lt = ppm ) A1 = Alkalinitas air baku (mg/lt = ppm ) A2 = Alkalinitas yang diinginkan (mg/lt = ppm ) K = Harga numerik dari koagulan yang digunakan. R = Dosis koagulan (ppm). F = Harga numerik untuk zat alkali yang digunakan


56

Penentuan Dosis Bahan Kimia

Jar Test

Proses pengolahan limbah secara Koagulasi – Flokulasi

didasari dengan suatu penetian yang disebut jar test. Jar Test

adalah suatu metode untuk menentukan bahan kimia (coagulant dan

flocculant) yang paling sesuai untuk aplikasi limbah tertentu

sekaligus menentukan dosis yang optimal. Aplikasi flocculant dan

coagulant yang tepat dapat membantu mengurangi kekeruhan air

buangan. Prinsip koagulasi yang dikombinasikan dengan flokulasi

yang tepat dapat mengurangi suspended solid secara siknifikan.

Dengan test ini akan diperoleh hasil terbaik dengan biaya minimal.

Perbedaan geografis menghasilkan sumber air yang tidak

sama antara satu tempat dengan tempat yang lain. Demikian pula

produk yang dihasilkan oleh suatu pabrik berbeda antara satu

dengan yang lain. Hal ini mengakibatkan limbah yang dihasilkan

juga berbeda-beda antara pabrik satu dengan pabrik yang lain. Jar

Test sangat diperlukan untuk mengetahui jenis bahan kimia

(flocculant dan coagulant) yang paling sesuai dengan cost yang

paling efisien dan hasil yang optimal.

Pelaksanaan jar test untuk penentuan dosis bahan kimia

(coagulant dan flocculant) limbah PT. Kawasaki Motor Indonesia ini

telah dilakukan dua kali. Jar test dilaksanakan di IPAL secara

langsung saat melakukan star-up IPAL. Secara detail hasil jar test


57

dan foto-foto pelaksanaan pekerjaan tersebut adalah sebagai

berikut:

Prosedur Jar Test

Jar test dipergunakan untuk mengetahui dosis dan chemical

(flocculant/coagulant) yang paling sesuai untuk diaplikasikan di

sistem.

1. Siapkan larutan/solution dari chemical (flocculant dan

coagulant) yang akan diseleksi.

2. Ukur 500 ml (atau 1000 ml) sampel, masukkan ke dalam

masing-masing beaker glass.

3. Hidupkan agitator/pengaduk dengan kecepatan rendah

(20 rpm)

4. Tambahkan asam untuk menurunkan pH sampai nilai

tertentu.

5. Siapkan coagulant yang akan diseleksi.

6. Masukkan coagulant ke dalam beaker glass no. 2,3 dan 4

dengan dosis tertentu dengan menggunakan syringe.

Beaker glass no 1 sebagai blank.

7. Naikkan putaran agitator menjadi 100 rpm, tunggu 1 – 3

menit sambil diamati terjadinya pembentukan floc.

8. Tambahkan kapur untuk menaikkan pH sampai nilai

tertentu.

9. Hentikan agitator, amati floc yang terbentuk terutama

mengenai ukuran, keseragaman, dan kecepatan


58

terbentuknya floc pada step 6. Bandingkan dengan blank

pada beaker glass no. 1.

10. Pilih yang paling sesuai dan paling optimal.

11. Langkah 1-8 diulang- ulang sampai diperoleh coagulant

yang paling sesuai.

12. Hidupkan kembali agitator dengan kecepatan 30 rpm.

13. Masukkan ke dalam masing-masing beaker glass

flocculant yang akan diseleksi dengan dosis tertentu

dengan menggunakan syringe.

14. Setelah 3 menit dan floc-floc dengan ukuran lebih besar

sudah terbentuk, matikan agitator.

15. Keluarkan beaker glass, dan diamkan selama 5-10 menit.

16. Amati kecepatan pengendapan dan ukuran floc yang

terbentuk serta kejernihan dari air yang diperoleh.

17. Pilih yang paling sesuai dan paling optimum.

18. Ulangi sampai diperoleh hasil yang optimum.

19. Dosis yang digunakan divariasikan antara coagulant dan

flocculant.

Pelaksanaan Jar Test /Sampling Limbah

Sampel jar test ke I diambil tgl : 14 Desember 2014.

Pengambil sampel : Tim EKM bersama PT. KMI.

Sumber limbah : PT. Kawasaki Motor Indonesia,

Komponen limbah :TSS, pelarut kimia, dan bahan

kimia lainnya.

Warna : limbah coklat kemerahan.


59

Gambar 4.12 : Sampel Air Limbah Segar Di Unit Equalisasi Yang

Akan Di Jar Test

Hasil Jar Test :

Tahap awal pelaksanaan jar test adalah untuk seleksi jenis

chemical (coagulant dan flocculant) yang paling sesuai untuk limbah

PT. Kawasaki Motor Indonesia. Bahan kimia yang telah dipakai/uji

cobakan untuk proses koagulasi dan flokulasi adalah : poly

aluminium chloride (PAC), tawas (alum), zeta ace C-502, Koagulan

MN 7033, kuriflok PA-322, polimer MN 3200, bahan pengatur pH

(larutan NaOH, CaOH, HCl). Gambar berikut menunjukkan

perbedaan hasil dari masing-masing bahan yang digunakan dalam

jar test tersebut.


60

Gambar 4.13 : Foto Hasil Jar Tes

Dengan pemakaian bahan kimia yang berbeda jenis

maupun jumlahnya, dan dalam kondisi pH yang berbeda akan

memberikan hasil koagulasi yang berbeda beda pula, sehingga

dengan demikian akan dicari jenis bahan kimia, jumlah dan kondisi

pH yang tepat untuk memberikan hasil yang maksimal. Dari

berbagai percobaan yang telah dilakukan, maka tabel 1 berikut

memberikan gambaran akhir hasil jar tes yang telah dilakukan.

Tabel 4.2 : Tabel Hasil Jar Tes Limbah PT. KMI

No.

Bahan Kimia dan Dosis Kondisi Flock

Kualitas hasil

pengolahan

Coagulant (ml/l) Pengatur pH

Polymer (ml/l) Waktu pH Kekeruhan

Pengendapan

Agent ( detik/4 cm ) (25OC) (FTU)

1 MN 306 100 NaOH ± 7,0 MN 3200 2 35" 7.8 32

2 MN 306 200 NaOH ± 7,0 MN 3200 2 28" 7.2 30

3 MN 306 500 NaOH ± 7,0 MN 3200 2 20" 7.2 18

4 MN 306 1000 NaOH ± 7,0 MN 3200 2 12" 7.2 3

5 MN 7033 300 NaOH ± 7,0 MN 3200 2 12" 7.2 1

6 MN 7033 500 NaOH ± 7,0 MN 3200 2 17" 7.2 2


61

Berdasarkan seleksi chemical di atas tabel 1dicoba untuk

dilakukan optimasi dosis dengan hasil optimal sebagai berikut :

Tabel 4.3 : Dosis Bahan Kimia

Keterangan Baker 1 (ppm)

Koagulan, MN 7033, 300

Flokulan MN 3200 1

Pengatur pH, NaOH --

Performance Flok besar-besar, Warna jernih,

endapan bagus dan cepat mengendap,

filtrat bersih.

Kesimpulan Jar Test

Dari Jar Test yang sudah dilakukan dengan data-data di atas,

diperoleh hasil sebagai berikut : Kombinasi antara koagulant MN 7033

dengan dosis 300 ppm dan flokulant MN-3200 dengan dosis 2 ppm

dan dilakukan pengaturan pH ± 7,0 dapat memberikan hasil yang

optimum, dimana hasil akhir dari filtrat tersebut adalah pH akhir ± 7,2,

waktu pengendapan tercepat 12”, tingkat kekeruhan yang terendah 1

FTU, dan flok yang mudah untuk dipisahkan.

Tangki Pencampur

Tangki pencampur dilengkapi dengan alat pengaduk/

agitator agar bahan kimia (koagulan) yang dibubuhkan dapat

bercampur dengan air baku secara cepat dan merata.Oleh karena


62

kecepatan hidrolisa koagulan dalam air besar maka diperlukan

pembentukan flok-flok halus dari koloid hidroksida yang merata dan

secepat mungkin sehingga dapat bereaksi dengan partikel-partikel

kotoran membentuk flok yang lebih besar dan stabil. Untuk itu

diperlukan pengadukan yang cepat.

Gambar 4.14 : Diagram Proses Koagulasi-Flokulasi dan

Sedimentasi.

Flokulator

Fungsi flokulator adalah untuk pembentukan flok-flok agar

menjadi besar dan stabil sehingga dapat diendapkan dengan mudah

atau disaring. Untuk proses pengendapan dan penyaringan maka

partikel-partikel kotoran halus maupun koloid yang ada dalam air

baku harus digumpalkan menjadi flok-flok yang cukup besar dan

kuat untuk dapat diendapkan atau disaring.


63

Flokulator pada hakekatnya adalah kombinasi antara

pencampuran dan pengadukan sehingga flok-flok halus yang

terbentuk pada bak pencampur cepat akan saling bertumbukan

dengan partikel-partikel kotoran atau flok-flok yang lain sehingga

terjadi gumpalan gumpalan flok yang besar dan stabil.

Gambar 4.15 : Foto Reaktor Koagulasi – Flokulasi PT. KMI

Pada proses koagulasi terjadi destabilisasi koloid dan

partikel dalam air sebagai akibat dari pengadukan cepat dan

pembubuhan koagulan. Akibat pengadukan cepat, koloid dan

partikel yang stabil berubah menjadi tidak stabil karena terurai

menjadi partikel yang bermuatan positif dan negatif. Pembentukan

ion positif dan negatif juga dihasilkan dari proses penguraian

koagulan. Proses ini berlanjut dengan pembentukan ikatan antara

ion positif dari koagulan (misal Al3+) dengan ion negatif dari partikel

(misal OH-) dan antara ion positif dari partikel (misal Ca 2+) dengan

ion negatif dari koagulan (misal SO42-) yang menyebabkan

pembentukan inti flok (presipitat).


64

Setelah terbentuk inti flok, diikuti oleh proses flokulasi, yaitu

penggabungan inti flok menjadi flok berukuran lebih besar yang

memungkinkan partikel dapat mengendap. Penggabungan flok kecil

menjadi flok besar terjadi karena adanya tumbukan antar flok.

Tumbukan ini terjadi akibat adanya pengadukan lambat.

Gambar 4.16 : Gambaran Proses Koagulasi-flokulasi


65

Tabel 4.4 : Beberapa Jenis Koagulan dalam Pengolahan-Air.


66

Faktor yang mempengaruhi :

- Kekeruhan,

- Jenis padatan tersuspensi,

- Temperatur,

- pH,

- Komposisi dan konsentrasi kation dan anion,

- Durasi dan tingkat agitasi selama koagulasi dan flokulasi,

- Dosis koagulan,

- Dosis flokulan.

Sedimentasi atau Pengendapan

Sedimentasi adalah suatu unit operasi untuk menghilangkan

materi tersuspensi atau flok kimia secara gravitasi. Proses

sedimentasi pada pengolahan air limbah umumnya untuk

menghilangkan padatan tersuspensi sebelum dilakukan proses

pengolahan selanjutnya. Gumpalan padatan yang terbentuk pada

proses koagulasi masih berukuran kecil. Gumpalan-gumpalan kecil

ini akan terus saling bergabung menjadi gumpalan yang lebih besar

dalam proses flokulasi. Dengan terbentuknya gumpalan-gumpalan

besar, maka beratnya akan bertambah, sehingga karena gaya

beratnya gumpalan-gumpalan tersebut akan bergerak ke bawah dan

mengendap pada bagian dasar tangki sedimentasi.

Bak sedimentasi dapat berbentuk segi empat atau

lingkaran. Pada bak ini aliran air limbah sangat tenang untuk

memberi kesempatan padatan/suspensi untuk mengendap. Kriteria-


67

kriteria yang diperlukan untuk menentukan ukuran bak sedimentasi

adalah : surface loading (beban permukaan), kedalaman bak dan

waktu tinggal. Waktu tinggal mempunyai satuan jam, cara

perhitungannya adalah volume tangki dibagi dengan laju alir per

hari. Beban permukaan sama dengan laju alir (debit volume) rata-

rata per hari dibagi luas permukaan bak, satuannya m3 per meter

persegi per hari.

Q Vo = A

Dimana : Vo = laju limpahan/beban permukaan (m3/m2 hari)

Q = aliran rata-rata harian, m3 per hari

A = total luas permukaan (m2)

Gambar 4.17.: Tangki Pengendapan.


68

Gambar 4.18 : Foto Bak Sedimentasi WWTP PT. KMI.

4.1.2. Pengolahan Air Limbah Dengan Proses Kombinasi

Biofilter Anaerob-Aerob Tercelup

Proses pengolahan dengan biofilter anaerob-aerob ini

merupakan pengembangan dari proses biofilter anaerob dengan

proses aerasi kontak Pengolahan air limbah dengan proses biofilter

anaerob-aerob terdiri dari beberapa bagian yakni bak pengendap

awal, biofilter anaerob (anoxic), biofilter aerob, bak pengendap akhir,

dan jika perlu dilengkapi dengan bak kontaktor khlor.


69

Air limbah dialirkan melalui saringan kasar (bar screen)

untuk menyaring sampah yang berukuran besar seperti sampah

daun, kertas, plastik dll. Setelah melalui screen air limbah dialirkan

ke bak pengendap awal, untuk mengendapkan partikel lumpur, pasir

dan kotoran lainnya. Selain sebagai bak pengendapan, juga

berfungsi sebagai bak pengontrol aliran, serta bak pengurai

senyawa organik yang berbentuk padatan, sludge digestion

(pengurai lumpur) dan penampung lumpur.

Air limpasan dari bak pengendap awal selanjutnya dialirkan ke

bak kontaktor anaerob dengan arah aliran dari atas ke dan bawah ke

atas. Di dalam bak kontaktor anaerob tersebut diisi dengan media dari

bahan plastik . Jumlah bak kontaktor anaerob ini bisa dibuat lebih dari

satu sesuai dengan kualitas dan jumlah air baku yang akan diolah.

Penguraian zat-zat organik yang ada dalam air limbah dilakukan oleh

bakteri anaerobik atau fakultatif aerobik Setelah beberapa hari operasi,

pada permukaan media filter akan tumbuh lapisan film

mikroorganisme. Mikroorganisme inilah yang akan menguraikan zat

organik yang belum sempat terurai pada bak pengendap

Air limpasan dari bak kontaktor anaerob dialirkan ke bak

kontaktor aerob. Di dalam bak kontaktor aerob ini diisi dengan

media, pasltik (polyethylene), sambil diaerasi atau dihembus dengan

udara sehingga mikro organisme yang ada akan menguraikan zat

organik yang ada dalam air limbah serta tumbuh dan menempel

pada permukaan media. Dengan demikian air limbah akan kontak

dengan mikroorgainisme yang tersuspensi dalam air maupun yang


70

menempel pada permukaan media yang mana hal tersebut dapat

meningkatkan efisiensi penguraian zat organik, deterjen serta

mempercepat proses nitrifikasi, sehingga efisiensi penghilangan

ammonia menjadi lebih besar. Proses ini sering di namakan Aerasi

Kontak (Contact Aeration).

Dari bak aerasi, air dialirkan ke bak pengendap akhir. Di

dalam bak ini lumpur aktif yang mengandung massa

mikroorganisme diendapkan dan dipompa kembali ke bagian inlet

bak aerasi dengan pompa sirkulasi lumpur. Sedangkan air

limpasan (over flow) dialirkan ke bak penampung sementara. Dari

sini air olahan dipompa untuk difilter dan diberikan kaporit sebagai

disinfektan. Air olahan, yakni air yang keluar setelah proses filter

ditampung di penampungan sementara untuk selanjutnya ditransfer

ke penampungan di cuci unit untuk digunakan kembali sebagai air

cucian. Dengan kombinasi proses anaerob dan aerob tersebut

selain dapat menurunkan zat organik (BOD, COD), ammonia,

deterjen, padatan tersuspensi (SS), phospat dan lainnya. Skema

proses pengolahan air limbah dengan sistem biofilter anaerob-aerob

dapat dilihat pada Gambar berikut.


71

Gambar 4.19 : Diagram Proses Pengolahan di Biofilter Dengan

Proses Biofilter Anaerob-Aerob

Gambar 4.20 : Potongan Reaktor Biofilter

Proses dengan Biofilter Anaerob-Aerob ini mempunyai beberapa

keuntungan yakni :

Adanya air buangan yang melalui media yang terdapat pada

biofilter mengakibatkan timbulnya lapisan lendir yang


72

menyelimuti kerikil atau yang disebut juga biological film. Air

limbah yang masih mengandung zat organik yang belum

teruraikan pada bak pengendap bila melalui lapisan lendir ini

akan mengalami proses penguraian secara biologis. Efisiensi

biofilter tergantung dari luas kontak antara air limbah dengan

mikroorganisme yang menempel pada permukaan media filter

tersebut. Makin luas bidang kontaknya maka efisiensi penurunan

konsentrasi zat organiknya (BOD) makin besar. Selain

menghilangkan atau mengurangi konsentrasi BODdan COD,

cara ini dapat juga mengurangi konsentrasi padatan tersuspensi

atau suspended solids (SS) , deterjen (MBAS), ammonium dan

posphor.

Biofilter juga berfungsi sebagai media penyaring air limbah yang

melalui media ini. Sebagai akibatnya, air limbah yang

mengandung suspended solids dan bakteri E.coli setelah melalui

filter ini akan berkurang konsentrasinya. Efesiensi penyaringan

akan sangat besar karena dengan adanya biofilter up flow yakni

penyaringan dengan sistem aliran dari bawah ke atas akan

mengurangi kecepatan partikel yang terdapat pada air buangan

dan partikel yang tidak terbawa aliran ke atas akan

mengendapkan di dasar bak filter. Sistem biofilter anaerob-aerb

ini sangat sederhana, operasinya mudah dan tanpa memakai

bahan kimia serta tanpa membutuhkan energi. Proses ini cocok

digunakan untuk mengolah air limbah dengan kapasitas yang

tidak terlalu besar.

Dengan kombinasi proses “Anaerob-Aerob”, efisiensi

penghilangan senyawa phospor menjadi lebih besar bila


73

dibandingankan dengan proses anaerob atau proses aerob saja.

Fenomena proses penghilangan phosphor oleh mikroorganisne

pada proses pengolahan anaerob-aerob dapat diterangkan

seperti pada Gambar 4.18. Selama berada pada kondisi

anaerob, senyawa phospor anorganik yang ada dalam sel-sel

mikrooragnisme akan keluar sebagai akibat hidrolosa senyawa

phospor. Sedangkan energi yang dihasilkan digunakan untuk

menyerap BOD (senyawa organik) yang ada di dalam air limbah.

Efisiensi penghilangan BOD akan berjalan baik apabila

perbandingan antara BOD dan phospor (P) lebih besar 10.

(Metcalf and Eddy, 1991). Selama berada pada kondisi aerob,

senyawa phospor terlarut akan diserap oleh

bakteria/mikroorganisme dan akan sintesa menjadi polyphospat

dengan menggunakan energi yang dihasilkan oleh proses

oksidasi senyawa organik (BOD). Dengan demikian dengan

kombinasi proses anaerob-aerob dapat menghilangkan BOD

maupun phospor dengan baik. Proses ini dapat digunakan untuk

pengolahan air limbah dengan beban organik yang cukup besar.


74

Gambar 4.21 : Proses Penghilangan Phospor Oleh Mikroorganisme

Di Dalam Proses Pengolahan “Anaerob-Aerob”.

Pengolahan air limbah dengan proses biofilm mempunyai beberapa

keunggulan antara lain :

a. Pengoperasiannya mudah

Di dalam proses pengolahan air limbah dengan sistem biofilm,

tanpa dilakukan sirkulasi lumpur, tidak terjadi masalah “bulking”


75

seperti pada proses lumpur aktif (Activated sludge process).

Oleh karena itu pengelolaaanya sangat mudah.

b. Lumpur yang dihasilkan sedikit

Dibandingakan dengan proses lumpur aktif, lumpur yang

dihasilkan pada proses biofilm relatif lebih kecil. Di dalam

proses lumpur aktif antara 30 – 60 % dari BOD yang

dihilangkan (removal BOD) diubah menjadi lumpur aktif

(biomasa) sedangkan pada proses biofilm hanya sekitar 10-30

%. Hal ini disebabkan karena pada proses biofilm rantai

makanan lebih panjang dan melibatkan aktifitas

mikroorganisme dengan orde yang lebih tinggi dibandingkan

pada proses lumpur aktif.

c. Dapat digunakan untuk pengolahan air limbah dengan

konsentrasi rendah maupun konsentrasi tinggi.

Oleh karena di dalam proses pengolahan air limbah dengan

sistem biofilm mikroorganisme atau mikroba melekat pada

permukaan medium penyangga maka pengontrolan terhadap

mikroorganisme atau mikroba lebih mudah. Proses biofilm

tersebut cocok digunakan untuk mengolah air limbah dengan

konsentrasi rendah maupun konsentrasi tinggi.

d. Tahan terhadap fluktuasi jumlah air limbah maupun

fluktuasi konsentrasi.

Di dalam proses biofilter mikroorganisme melekat pada

permukaan unggun media, akibatnya konsentrasi biomassa


76

mikroorganisme per satuan volume relatif besar sehingga relatif

tahan terhadap fluktuasi beban organik maupun fluktuasi beban

hidrolik.

e. Pengaruh penurunan suhu terhadap efisiensi pengolahan

kecil.

Jika suhu air limbah turun maka aktifitas mikroorganisme juga

berkurang, tetapi oleh karena di dalam proses biofilm substrat

maupun enzim dapat terdifusi sampai ke bagian dalam lapisan

biofilm dan juga lapisan biofilm bertambah tebal maka pengaruh

penurunan suhu (suhu rendah) tidak begitu besar.

Tinjauan Proses Anaerob Dan Aerob

Pengolahan air limbah secara biologis adalah suatu cara

pengolahan yang diarahkan untuk menurunkan atau menyisihkan

substrat tertentu yang terkandung dalam air buangan dengan

memanfaatkan aktivitas mikroorganisme untuk melakukan

perombakan substrat tersebut. Proses pengolahan air limbah secara

biologis dapat berlangsung dalam tiga lingkungan utama, yaitu :

Lingkungan aerob , yaitu lingkungan dimana oksigen terlarut

(DO) di dalam air cukup banyak, sehingga oksigen bukan

merupakan faktor pembatas.

Lingkungan anoksik, yaitu lingkungan dimana oksigen terlarut

(DO) di dalam air ada dalam konsentrasi rendah.


77

Lingkungan anaerob, merupakan kebalikan dari lingkungan

aerob, yaitu tidak terdapat oksigen terlarut, sehingga oksigen

menjadi faktor pembatas berlangsungnya proses metabolisme

aerob.

Berdasarkan pada kondisi pertumbuhan mikroorganisme

yang bertanggung jawab pada proses penguraian yang terjadi,

reaktor dapat dibedakan menjadi 2 bagian, yaitu :

Reaktor pertumbuhan tersuspensi (suspended growth reaktor),

yaitu reaktor dimana mikroorganisme yang berperan pada

proses biologis tumbuh dan berkembang biak dalam keadaan

tersuspensi.

Reaktor pertumbuhan lekat (attached growth reaktor), yaitu

reaktor dimana mikroorganisme yang berperan pada proses

penguraian substrat tumbuh dan berkembang di atas suatu

media dengan membentuk suatu lapisan lendir (lapisan biofilm)

untuk melekatkan diri di atas permukaan media tersebut.


78

Proses Pengolahan Biologis Secara Anaerob

a. Mekanisme Proses Anaerob

Polutan-polutan organik komplek seperti lemak, protein dan

karbohidrat pada kondisi anaerobic akan dihidrolisa oleh enzim

hydrolase yang dihasilkan bakteri pada tahap pertama. Enzim

penghidrolisa seperti lipase, protease dan cellulase. Hasil hidrolisa

polimer-polimer diatas adalah monomer seperti manosakarida,

asam amino, peptida dan gliserin. Selanjutnya monomer-monomer

ini akan diuraikan menjadi asam-asam lemak (lower fatty acids) dan

gas hidrogen.

Kumpulan mikroorganisme, umumnya bakteri, terlibat

dalam transformasi senyawa komplek organik menjadi metan. Lebih

jauh lagi, terdapat interaksi sinergis antara bermacam-macam

kelompok bakteri yang berperan dalam penguraian limbah.

Keseluruhan reaksi dapat digambarkan sebagai berikut (Polprasert,

1989) :

Senyawa Organik CH4 + CO2 + H2 + NH3 + H2S

Meskipun beberapa jamur (fungi) dan protozoa dapat

ditemukan dalam penguraian anaerobik, bakteri bakteri tetap

merupakan mikroorganisme yang paling dominan bekerja didalam

proses penguraian anaerobik. Sejumlah besar bakteri anaerobik dan

fakultatif (seperti : Bacteroides, Bifidobacterium, Clostridium,

Lactobacillus, Streptococcus) terlibat dalam proses hidrolisis dan


79

fermentasi senyawa organik. Proses penguraian senyawa organik

secara anaerobik secara garis besar ditunjukkan seperti pada

Gambar 4.19.

Gambar 4.22 : Kelompok Bakteri Metabolik Yang Terlibat Dalam

Penguraian Limbah Dalam Sistem Anaerobik.

Ada empat grup bakteri yang terlibat dalam transformasi

material komplek menjadi molekul yang sederhana seperti metan

dan karbon dioksida. Kelompok bakteri ini bekerja secara sinergis

(Archer dan Kirsop, 1991; Barnes dan Fitzgerald, 1987; Sahm,

1984; Sterritt dan Lester, 1988; Zeikus, 1980),


80

1) Kelompok Bakteri Hidrolitik

Kelompok bakteri anaerobik memecah molekul organik

komplek (protein, cellulose, lignin, lipids) menjadi molekul monomer

yang terlarut seperti asam amino, glukosa, asam lemak, dan

gliserol. Molekul monomer ini dapat langsung dimanfaatkan oleh

kelompok bakteri berikutnya. Hidrolisis molekul komplek dikatalisasi

oleh enzim ekstra seluler seperti sellulase, protease, dan lipase.

Walaupun demikian proses penguraian anaerobik sangat lambat

dan menjadi terbatas dalam penguraian limbah sellulolitik yang

mengandung lignin (Polprasert, 1989; Speece, 1983).

2) Kelompok Bakteri Asidogenik Fermentatif

Bakteri asidogenik (pembentuk asam) seperti Clostridium

merubah gula, asam amino, dan asam lemak menjadi asam organik

(seperti asam asetat, propionik, formik, lactik, butirik, atau suksinik),

alkohol dan keton (seperti etanil, metanol, gliserol, aseton), asetat,

CO2 dan H2. Asetat adalah produk utama dalam fermentasi

karbohidrat. Hasil dari fermentasi ini bervariasi tergantung jenis

bakteri dan kondisi kultur seperti temperatur, pH, potensial redok.

3) Kelompok Bakteri Asetogenik

Bakteri asetogenik (bakteri yang memproduksi asetat dan

H2) seperti Syntrobacter wolinii dan Syntrophomonas wolfei

(McInernay et al., 1981) merubah asam lemak (seperti asam


81

propionat, asam butirat) dan alkohol menjadi asetat, hidrogen, dan

karbon dioksida, yang digunakan oleh bakteri pembentuk metan

(metanogen). Kelompok ini membutuhkan ikatan hidrogen rendah

untuk merubah asam lemak; dan oleh karenanya diperlukan

monitoring hidrogen yang ketat.

Di bawah kondisi tekanan hidrogen (H2) parsial yang relatif

tinggi, pembentukan asetat berkurang dan subtrat dirubah menjadi

asam propionat, asam butirat, dan etanol dari pada metan. Ada

hubungan simbiotik antara bakteri asetonik dan metanogen.

Metanogen membantu menghasilkan ikatan hidrogen rendah yang

dibutuhkan oleh bakteri asetogenik. Etanol, asam propionat, dan

asam butirat dirubah menjadi asam asetat oleh bakteri asetogenik

dengan reaksi sebagai berikut :

CH3CH2OH + CO2 CH3COOH + 2H2

Etanol Asam Asetat

CH3CH2COOH + 2H2O CH3COOH + CO2 + 3H2

Asam Propionat Asam asetat

CH3CH2CH2COOH + 2H2O 2CH3COOH + 2H2

Asam Butirat Asam Asetat

Bakteri asetogenik tumbuh jauh lebih cepat dari pada bakteri

metanogenik. Kecepatan pertumbuhan bakteri asetogenik (mak)

mendekati 1 per jam sedangkan bakteri metanogenik 0,04 per jam

(Hammer, 1986).


82

4) Kelompok Bakteri Metanogen

Penguraian senyawa organik oleh bakteri anaerobik

dilingkungan alam melepas 500 - 800 juta ton metan ke atmosfir tiap

tahun dan ini mewakili 0,5% bahan organik yang dihasilkan oleh

proses fotosintesis (Kirsop, 1984; Sahm, 1984). Bakteri metanogen

terjadi secara alami didalam sedimen yang dalam atau dalam

pencernaan herbivora. Kelompok ini dapat berupa kelompok bakteri

gram positif dan gram negatif dengan variasi yang banyak dalam

bentuk. Mikroorganime metanogen tumbuh secara lambat dalam air

limbah dan waktu tumbuh berkisar 3 hari pada suhu 35oC sampai

dengan 50 hari pada suhu 10oC.

Bakteri metanogen dibagi menjadi dua katagori, yaitu : Bakteri

metanogen hidrogenotropik (seperti : chemolitotrof yang

menggunakan hidrogen) merubah hidrogen dan karbondioksida

menjadi metan.

CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O

Metan

Bakteri metanogen yang menggunakan hidrogen membantu

memelihara tekanan parsial yang sangat rendah yang dibutuhkan

untuk proses konversi asam volatil dan alkohol menjadi asetat

(speece, 1983). Bakteri metanogen Asetotropik, atau biasa disebut

sebagai bakteri asetoklastik atau bakteri penghilang asetat,

merubah asam asetat menjadi metan dan CO2.

CH3COOH CH4 + CO2


83

Bakteri asetoklastik tumbuh jauh lebih lambat (waktu

generasi = beberapa hari) dari pada bakteri pembentuk asam (waktu

generasi = beberapa jam). Kelompok ini terdiri dari dua kelompok,

yaitu : Metanosarkina (Smith dan Mah, 1978) dan Metanotrik (Huser

et al., 1982). Selama penguraian termofilik (58oC) dari limbah

lignosellulosik, Metanosarkina adalah bakteri asetotropik yang

ditemukan dalam bioreaktor. Sesudah 4 minggu, Metanosarkina

(mak = 0,3 tiap hari; Ks = 200 mg/l) digantikan oleh Metanotrik (mak

= 0,1 tiap hari; Ks = 30 mg/l).

Kurang lebih sekitar 2/3 metan dihasilkan dari konversi asetat

oleh metanogen asetotropik. Sepertiga sisanya adalah hasil reduksi

karbon dioksida oleh hidrogen (Mackie dan Bryant, 1984). Diagram

neraca masa pada penguraian zat organik komplek menjadi gas

metan secara anaerobik ditujukkan seperti pada Gambar 4.20.

Secara umum klasifikasi bakteri metanogen dapat dilihat

pada Tabel 4.3. (Balch et al, 1979). Metanogen dikelompokkan

menjadi tiga orde yakni:

Metanobakteriales misalnya Metanobakterium, Metano-

breviater, Metanotermus.

Metanomikrobiales misalnya Metanomikrobium, Metano-

genium, Metanospirilium, Metanosarkina, dan Metanokokoid

Metanokokales misalnya Metanokokkus.


84

Tabel 4.5 : Klasifikasi Metanogen

Order Famili Genus Spesies

Methanobacteriales Methanobacteriaceae Methanobacterium

Methanobrevibacter

M. formicicum

M. bryanti

M. thermoautotrophicum

M. ruminantium

M. arboriphilus

M. smithii

M. vannielli

Methanococcales Methanococcaceae Methanococcus

Methanomicrobium

M. voltae

M. mobile

methanomicrobiales Methanomicrobiaceae Methanogenium

Methanospillum

M. cariaci

M. marisnigri

M. hungatei

M. barkeri

Methanosarcinaceae Methanosarcina M. mazei

Dari : Balch et al., 1979.


85

Gambar 4.23 : Neraca Masa Pada Proses Penguraian

Anaerobik (Fermentasi Metan)

Paling sedikit ada 49 spesies metanogen yang telah

didiskripsi (Vogels et al., 1988). Koster (1988) telah mengkompilasi

beberapa bakteri metanogen yang telah diisolasi dan masing-

masing substratnya, ditunjukkan seperti pada Tabel 4.4. Proses

penguraian senyawa hidrokarbon, lemak dan protein secara biologis

menjadi metan di kondisi proses anaerobik secara umum

ditunjukkan seperti pada Gambar 4.21 dan 4.22.


86

Gambar 4.24 : Proses Penguraian Senyawa Hidrokarbon

Secara Anaerobik Menjadi Metan.


87

Gambar 4.25 : Proses Penguraian Senyawa Protein Secara

Anaerobik


88

Tabel 4.6 : Metanogen Terisolasi Dan Subtratnya

Bakteri Subtrat

Methanobacterium bryantii H2

M. formicicum H2 dan HCOOH

M. thermoautotrophicum H2

M. alcaliphilum H2

Methanobrevibacter arboriphilus H2

M. ruminantium H2 dan HCOOH

M. smithii H2 dan HCOOH

Methanococcus vannielii H2 dan HCOOH

M. voltae H2 dan HCOOH

M. deltae H2 dan HCOOH

M. maripaludis H2 dan HCOOH

M. jannaschii H2

M. thermolithoautotrophicus H2 dan HCOOH

M. frisius

Methanomicrobium mobile H2 dan HCOOH

M. paynteri H2

Methanospirillum hungatei H2 dan HCOOH

Methanoplanus limicola H2 dan HCOOH

M. endosymbiosus H2

Methanogenium cariaci H2 dan HCOOH

M. marisnigri H2 dan HCOOH

M. tatii H2 dan HCOOH

M. olentangyi H2

M. thermophilicum H2 dan HCOOH

M. bourgense H2 dan HCOOH

M. aggregans H2 dan HCOOH

Methanoccoides methylutens CH3NH2 dan CH3OH

Methanotrix soehngenii CH3COOH

M. conilii CH3COOH

Methanothermus fervidus H2

Methanolobus tindarius CH3OH, CH3NH2, (CH3)2NH, dan (CH3)3N

Methanosarcina barkeri CH3OH, CH3COOH, H2, CH3NH2, (CH3)2NH, dan (CH3)3N

Methanosarcina themophila CH3OH, CH3COOH, H2, CH3NH2, (CH3)2NH, dan (CH3)3N

Sumber : Koster (1988).


89

b. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Mekanisme Proses

Anaerob

Beberapa faktor yang berpengaruh terhadapp penguraian

secara anaerobik antara lain yakni temperatur, waktu tinggal

(rentention time), keasaman (pH), komposisi kimia air limbah,

kompetisi antara metanogen dan bakteri racun (toxicants).

1) Temperatur

Produksi metan dapat dihasilkan pada temperatur antara

0oC - 97oC. Walaupun bakteri metan psychrophilic tidak

dapat diisolasi, bakteri thermophilik beroperasi secara

optimum pada temperatur 50 - 75oC ditemukan di daerah

panas. Methanothermus fervidus ditemukan ditemukan di

Iceland dan tumbuh pada temperatur 63 - 97oC (Sahm,

1984).

Di dalam instalasi pengolahan limbah pemukiman,

penguraian anaerobik dilakukan dalam kisaran mesophilik

dengan temperatur 25 - 40 oC dengan temperatur optimum

mendekati 35oC . Penguraian thermophilik beroperasi pada

temperatur 50 - 65oC. Penguraian ini memungkinkan untuk

pengolahan limbah dengan beban berat dan juga efektif

untuk mematikan bakteri pathogen. Salah satu kelemahan

adalah sensitifitas yang tinggi terhadap zat toksik (Koster,

1988).


90

Karena pertumbuhan bakteri metan yang lebih lambat

dibandingkan bakteri acidogenik, maka bakteri metan sangat

sensitif terhadap perubahan kecil temperatur. Karena

penggunaan asam volatil oleh bakteri metan, penurunan

temperatur cenderung menurunkan laju pertumbuhan

bakteri metan. Oleh karena itu penguraian mesophilik harus

didisain untuk beroperasi pada temperatur antara 30 - 35oC

untuk fungsi optimal.

2) Waktu Tinggal

Waktu tinggal air limbah dalam reaktor anaerob, yang

tergantung pada karakteristik air limbah dan kondisi

lingkungan, harus cukup lama untuk proses metabolisme

oleh bakteri anaerobik dalam reaktor pengurai. Penguraian

didasarkan pada bakteri yang tumbuh menempel

mempunyai waktu tinggal yang rendah (1-10 hari) dari pada

bakteri yang terdispersi dalam air (10-60 hari). Waktu tinggal

pengurai mesophilik dan termophilik antara 25 - 35 hari

tetapi dapat lebih rendah lagi (Sterritt dan Lester, 1988).

3) Keasaman (pH)

Kebanyakan pertumbuhan bakteri metanogen berada pada

kisaran pH antara 6,7 - 7,4, tetapi optimalnya pada kisaran

pH antara 7,0 - 7,2 dan proses dapat gagal jika pH

mendekati 6,0. Bakteri acidogenik menghasilkan asam


91

organik, yang cenderung menurunkan pH bioreaktor. Pada

kondisi normal, penurunan pH ditahan oleh bikarbonat yang

dihasilkan oleh bakteri metanogen. Di bawah kondisi

lingkungan yang berlawanan kapasitas buffering dari sistem

dapat terganggu, dan bahkan produksi metan dapat terhenti.

Asiditas lebih berpengaruh terhadap metanogen dari pada

bakteri acidogenik. Peningkatan tingkat volatil merupakan

indikator awal dari terganggunya sistem. Monitoring ratio

asam volatil total (asam asetat) terhadap alkali total (kalsium

karbonat) disarankan di bawah 0,1 (Sahm, 1984). Salah

satu metode untuk memperbaiki keseimbangan pH adalah

meningkatkan alkaliniti dengan menambah bahan kimia

seperti lime (kapur), anhydrous ammonia, sodium

hidroksida, atau sodium bikarbonat.

4) Komposisi Kimia Air Limbah

Bakteri metanogen dapat menghasilkan metan dari

karbohidrat, protein, dan lipida, dan juga dari senyawa

komplek aromatik (contoh : ferulik, vanilik, dan asam

syringik). Walaupun demikian beberapa senyawa lignin dan

n-parafin sulit terurai oleh bakteri anaerobik. Air limbah

harus diseimbangkan makanannya (nitrogen, fosfor, sulfur)

untuk memelihara pencernaan anaerobik. Rasio C:N:P

untuk bakteri anaerobik adalah 700:5:1 (Sahmn, 1984).

Beberapa pengamat menilai bahwa ratio C/N yang tepat

untuk produksi gas yang optimal sebaiknya sekitar 25-30 :1


92

(Polprasert, 1989). Metanogen menggunakan ammonia dan

sulfida sebagai sumber nitrogen dan sulfur. Walaupun

sulfida bebas adalah toksik terhadap metanogen bakteri

pada tingkat 150 - 200 mg/l, unsur ini merupakan sumber

sulfur utama untuk bakteri metanogen (Speece, 1983).

5) Kompetisi Metanogen dengan Bakteri Pemakan Sulfat

Bakteri pereduksi sulfat dan metanogen dapat

memperebutkan donor elektron yang sama, asetat dan H2.

Studi tentang kinetik pertumbuhan dari dua kelompok

bakteria ini menunjukkan bahwa bakteri pemakan sulfat

mempunyai afinitas yang lebih tinggi terhadap asetat (Ks=

9,5 mg/l) dari pada metanogen (Ks = 32,8 mg/l). Ini berarti

bahwa bakteri pemakan sulfat akan memenangkan

kompetisi pada kondisi konsentrasi asetat yang rendah

(Shonheit et al., 1982; Oremland, 1988; Yoda et al., 1987).

Bakteri pemakan sulfat dan metanogen sangat kompetitif

pada rasio COD/SO4 berkisar 1,7 - 2,7. Pada rasio yang

lebih tinggi baik untuk metanogen sedangkan bakteri

pemakan sulfat lebih baik pada rasio yang lebih kecil.

6) Zat Toksik

Zat toksik kadang-kadang dapat menyebabkan kegagalan

pada proses penguraian limbah dalam proses anaerobik.

Terhambatnya pertumbuhan bakteri metanogen pada


93

umumnya ditandai dengan penurunan produksi metan dan

meningkatnya konsentrasi asam-asam volatil. berikut ini

adalah beberapa zat toksik yang dapat menghambat

pembentukan metan.

Oksigen.

Metanogen adalah bakteri anaerob dan dapat terhambat

pertumbuhannya oleh oksigen dalam kadar trace level

(Oremland, 1988; Roberton dan Wolfe, 1970).

Ammonia.

Ammonia yang tidak terionisasi cukup toksik atau

beracun untuk bakteri metanogen. Barangkali karena

produksi ammonia bebas tergantung pH (ammonia

bebas terbentuk pada pH tinggi), sedikit toksisitas yang

dapat diamati pada pH netral. Ammonia sebagai

penghambat terhadap pembentukan metanogen pada

konsentrasi 1500 - 3000 mg/l. Penambahan ammonia

menambah waktu tinggal partikel padat (Bhattacharya

dan Parkin, 1989).

Hidrokarbon terklorinasi.

Senyawa khlorin alifatis lebih beracun terhadap

metanogen dari pada terhadap mikroorganisma

hetrotropik aerobik (Blum dan Speece, 1992). Kloroform

sangat toksik terhadap bakteri metanogen dan

cenderung menghambat secara total, hal ini dapat diukur

dari produksi metan dan akumulasi hidrogen pada

konsentrasi diatas 1 mg/l (Hickey et al., 1987).


94

Aklimatisasi senyawa ini meningkatkan toleransi

metanogen sampai pada konsentrasi kloroform 15 mg/l

Pemulihan kehidupan bakteri metanogen tergantung

pada konsentrasi biomassa, waktu tinggal partikel padat,

dan temperatur (Yang dan Speece, 1986).

Senyawa Benzen.

Kultur murni dari bakteri metanogen (contoh :

Methanothix concilii, Methanobacterium espanolae,

Methanobacterium bryantii) dapat dihambat

pertumbuhannya oleh senyawa benzen (contoh : benzen,

toloene, fenol, pentachlorophenol). Pentachlorophenol

adalah yang paling toksik (beracun) dari pada seluruh

benzen yang diuji (Patel et al., 1991).

Formaldehida.

Proses pembentukan metan (Methanogenesis)

terhambat atau terganggu pada konsentrasi formadehida

sebesar 100 mg/l tetapi segera pulih kembali pada

konsentrasi yang lebih rendah (Hickey et al., 1988;

Parkin dan Speece, 1982).

Asam Volatil.

Jika pH dijaga tetap netral, asam volatil seperti asam

asetat atau butirik tidak berpengaruh besar (sedikit

toksik) terhadap bakteri metanogen.

Asam Lemak rantai panjang.

Asam lemak rantai panjang (contoh : caprylic, capric,

lauric, myristic, dan asam oleic) menghambat

asetoklastik metanogen (contoh : Methanothrix spp.)


95

dalam mencerna asetat dalam lumpur limbah (Koster dan

Cramer, 1987).

Logam Berat.

Logam berat (contoh : Cu++, Pb++, Cd++, Ni++, Zn++, Cr+6)

yang ditemukan dalam air dan lumpur limbah dari industri

dapat menghambat penguraian limbah anaerobik (Lin,

1992; Mueller dan Steiner, 1992). Toksisitas meningkat

jika afinitas logam berat pada lumpur limbah (sludge)

menurun dan sebaliknya jika afinitas pada lumpur logam

berat tinggi menjadi sedikit toksik. Toksisitas logam

menghambat reaksi berikutnya dengan hidrogen sulfida,

yang cenderung untuk pembentukan pengendapan

logam berat yang tidak terlarut. Beberapa logam seperti

nikel, kobalt, dan molybdenum pada konsentrasi kecil

(trace) dapat merangsang bakteri methanogen (Murray

dan Van Den Berg, 1981; Shonheit et al, 1979; Whiman

dan Wolfe, 1980).

Sianida.

Sianida digunakan dalam proses industri seperti

pembersihan logam dan elektroplating. Pemulihan

bakteri metanogen tergantung pada konsentrasi

biomassa, waktu tinggal partikel padat, dan temperatur

(Fedorak et al., 1986; Yang dan Speece, 1985).

Sulfida.

Sulfida adalah salah satu penghalang potensial dalam

penguraian limbah anaerobik (Anderson et al, 1982).

Melalui difusi sel membran lebih cepat untuk hidrogen


96

sulfida yang tidak terionisasi dibandingkan dibandingkan

yang terionisasi, toksisitas sulfida sangat tergantung

pada pH (Koster et al., 1986). Sulfida sangat toksik untuk

bakteri metanogen jika konsentrasinya lebih dari 150-200

mg/l. Bakteri pembentuk asam tidak begitu sensitif

terhadap hidrogen sulfida dibandingkan dengan bakteri

metanogen.

Tanin.

Tanin adalah senyawa fenolik yang berasal dari anggur,

pisang, apel, kopi, kedelai, dan sereal. Senyawa ini

umumnya toksik terhadap bakteri metanogen.

Salinitas.

Salinitas adalah jenis marial toksik lain dalam penguraian

air limbah dalam sistem anaerobik. Karena potasium

dapat menetralkan toksisitas sodium, maka jenis

toksisitas ini dapat dihambat dengan menambah garam

potasium dalam air limbah.

Efek Balik (Feedback Inhibition).

Sistem anaerobik dapat dihambat oleh beberapa hasil

antara (intermediates produced) selama proses.

Tingginya konsentrasi hasil antara ini (seperti : H2, asam

lemak volatil) toksik.


97

c. Keunggulan dan Kekurangan Proses Anaerob

Keunggulan proses anaerobik dibandingkan proses aerobik

adalah sebagai berikut (Lettingan et al, 1980; Sahm, 1984; Sterritt dan

Lester, 1988; Switzenbaum, 1983) :

Proses anaerobik dapat segera menggunakan CO2 yang ada

sebagai penerima elektron. Proses tersebut tidak membutuhkan

oksigen dan pemakaian oksigen dalam proses penguraian

limbah akan menambah biaya pengoperasian.

Penguraian anaerobik menghasilkan lebih sedikit lumpur (3-20

kali lebih sedikit dari pada proses aerobik), energi yang

dihasilkan bakteri anaerobik relatif rendah. Sebagian besar

energi didapat dari pemecahan substrat yang ditemukan dalam

hasil akhir, yaitu CH4. Dibawah kondisi aerobik 50% dari karbon

organik dirubah menjadi biomassa, sedangkan dalam proses

anaerobik hanya 5% dari karbon organik yang dirubah menjadi

biomassa. Dengan proses anaerobik satu metrik ton COD

tinggal 20 - 150 kg biomassa, sedangkan proses aerobik masih

tersisa 400 - 600 kg biomassa (Speece, 1983; Switzenbaum,

1983).

Proses anaerobik menghasilkan gas yang bermanfaat, metan.

Gas metan mengandung sekitar 90% energi dengan nilai kalori

9.000 kkal/m3, dan dapat dibakar ditempat proses penguraian

atau untuk menghasilkan listrik. Sedikit energi terbuang menjadi

panas (3-5%). Produksi metan menurunkan BOD dalam

Penguraian lumpur limbah.


98

Energi untuk penguraian limbah kecil.

Penguraian anaerobik cocok untuk limbah industri dengan

konsentrasi polutan organik yang tinggi.

Memungkinkan untuk diterapkan pada proses penguraian limbah

dalam jumlah besar.

Sistem anaerobik dapat membiodegradasi senyawa xenobiotik

(seperti chlorinated aliphatic hydrocarbons seperti

trichlorethylene, trihalo-methanes) dan senyawa alami

recalcitrant seperti lignin.

Beberapa kelemahan Penguraian anaerobik :

Lebih Lambat dari proses aerobik

Sensitif oleh senyawa toksik

Start up membutuhkan waktu lama

Konsentrasi substrat primer tinggi

Proses Pengolahan Biologis Secara Aerob

a. Mekanisme Proses Aerob

Di dalam proses pengolahan air limbah organik secara

biologis aerobik, senyawa komplek organik akan terurai oleh

aktifitas mikroorganisme aerob. Mikroorganisme aerob tersebut di

dalam aktifitasnya memerlukan oksigen atau udara untuk memecah

senyawa organik yang komplek menjadi CO2 (karbon dioksida) dan

air serta ammonium, selanjutnya ammonium akan dirubah menjadi


99

nitrat dan H2S akan dioksidasi menjadi sulfat. Secara sederhana

reaksi penguraian senyawa organik secara aerobik dapat

digambarkan sebagai berikut :

Reaksi Penguraian Organik :

Oksigen (O2)

Senyawa Polutan organik CO2 + H20 + NH4 + Biomasa

Heterotropik

Reaksi Nitrifikasi :

NH4+ + 1,5 O2 -----> NO2

- + 2 H+ + H2O

NO2- + 0,5 O2 ------> NO3 -

Reaksi Oksidasi Sulfur :

S2 - + ½ O2 + 2 H+ ----- > S0 + H2O

2 S + 3 O2 + 2 H2O ----> 2 H2SO4

Berbeda dengan proses anaerob, beban pengolahan pada

proses aerob lebih rendah, sehingga prosesnya ditempatkan

sesudah proses anaerob. Pada proses aerob hasil pengolahan dari

proses anaerob yang masih mengandung zat organik dan nutrisi

diubah menjadi sel bakteri baru, hidrogen maupun karbondioksida

oleh sel bakteri dalam kondisi cukup oksigen.


100

b. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Mekanisme Proses Aerob

1) Temperatur

Temperatur tidak hanya mempengaruhi aktivitas

metabolisme dari populasi mikroorganisme, tetapi juga

mempengaruhi beberapa faktor seperti kecepatan transfer

gas dan karakteristik pengendapan lumpur. Temperatur

optimum untuk mikroorganisme dalam proses aerob tidak

berbeda dengan proses anaerob.

2) Keasaman (pH)

Nilai pH merupakan faktor kunci bagi pertumbuhan

mikroorganisme. Beberapa bakteri dapat hidup pada pH

diatas 9,5 dan di bawah 4,0. Secara umum pH optimum bagi

pertumbuhan mikroorganisme adalah sekitar 6,5-7,5.

3) Waktu Tinggal Hidrolis (WTH)

Waktu Tinggal Hidrolis (WTH) adalah waktu perjalanan

limbah cair di dalam reaktor, atau lamanya proses

pengolahan limbah cair tersebut. Semakin lama waktu

tinggal, maka penyisihan yang terjadi akan semakin besar.

Sedangkan waktu tinggal pada reaktor aerob sangat

bervariasi dari 1 jam hingga berhari-hari.

4) Nutrien

Di samping kebutuhan karbon dan energi, mikroorganisme

juga membutuhkan nutrien untuk sintesa sel dan

pertumbuhan. Kebutuhan nutrien tersebut dinyatakan dalam

bentuk perbandingan antara karbon dan nitrogen serta


101

phospor yang merupakan nutrien anorganik utama yang

diperlukan mikroorganisme dalam bentuk BOD : N : P

Pengolahan Air Limbah Dengan Proses Biofilter

Reaktor Biofilter Tercelup

Reaktor biofilter lekat tercelup adalah suatu bioreaktor lekat

diam dimana mikroorganisme tumbuh dan berkembang di atas suatu

media, yang dapat terbuat dari plastik atau batu, yang di dalam

operasinya dapat tercelup sebagian atau seluruhnya, atau hanya

dilewati air saja (tidak tercelup sama sekali), dengan membentuk suatu

lapisan lendir untuk melekat di atas permukaan media tersebut,

sehingga membentuk lapisan biofilm. Biofilm tumbuh pada hampir

semua permukaan di dalam suatu lingkungan perairan. Sistem biofilm

ini kemudian dimanfaatkan dalam proses pengolahan air buangan

untuk menurunkan kandungan senyawa organik. Biofilm merupakan

lapisan yang terbentuk dari sel-sel bio solid dan material inorganik

dalam bentuk polimetrik matriks yang menempel pada suatu lapisan

penyokong (support media).

Proses pengolahan air limbah dengan sistem biofilm atau

biofilter secara garis besar dapat dilakukan dalam kondisi aerobik,

anaerobik, atau kombinasi anaerobik dan aerobik. Proses aerobik

dilakukan dengan kondisi adanya oksigen terlarut di dalam reaktor

air limbah, dan proses anaerobik dilakukan dengan tanpa adanya

oksigen di dalam reaktor air limbah. Sedangkan proses kombinasi


102

anaerob-aerob adalah merupakan gabungan proses anaerobik dan

proses aerobik. Proses operasi biofilter secara anaerobik digunakan

untuk air limbah dengan kandungan zat organik cukup tinggi, dan

dari proses ini akan dihasilkan gas methan. Jika kadar COD limbah

kurang dari 4000 mg/l seharusnya limbah tersebut diolah pada

kondisi aerob, sedangkan COD lebih besar dari 4000 mg/l diolah

pada kondisi anaerob.

Prinsip Pengolahan Air Limbah Dengan Proses Biofilter

Tercelup

Proses pengolahan air limbah dengan sistem biofilm atau

biofilter secara garis besar dapat diklasifikasikan seperti pada Gambar

3.24. Proses tersebut dapat dilakukan dalam kondisi aerobik,

anaerobik atau kombinasi anaerobi dan aerobik. Proses aerobik

dilakukan dengan kondisi adanya oksigen terlarut di dalam reaktor air

limbah, dan proses anaerobik dilakukan dengan tanpa adanya oksigen

dalam reaktor air limbah.

Sedangkan proses kombinasi anaerob-aerob adalah

merupakan gabungan proses anaerobi dan proses aerobik. Proses

ini biasanya digunakan untuk menghilangan kandungan nitrogen di

dalam air limbah. Pada kondisi aerobik terjadi proses nitrifikasi

yakni nitrogen ammonium diubah menjadi nitrat (NH4+ NO3 ) dan

pada kondisi anaerobik terjadi proses denitrifikasi yakni nitrat yang

terbentuk diubah menjadi gas nitrogen (NO3 N2 ).


103

Mekanisme proses metabolisme di dalam sitem biofilm

secara aerobik secara sederhana dapat diterangkan seperti pada

Gambar 4.23.

Gambar 4.26 : Klasifikasi Cara Pengolahan Air Limbah Dengan

Proses Film Mikrobiologis (Proses Biofilm)

Gambar 4.27 : Mekanisme Proses Metabolisme Di Dalam Sistem

Biofilm


104

Gambar tersebut menunjukkan suatu sistem biofilm yang

yang terdiri dari medium penyangga, lapisan biofilm yang melekat

pada medium, lapisan alir limbah dan lapisan udara yang terletak

diluar. Senyawa polutan yang ada di dalam air limbah misalnya

senyawa organik (BOD, COD), ammonia, phospor dan lainnya akan

terdifusi ke dalam lapisan atau film biologis yang melekat pada

permukaan medium. Pada saat yang bersamaan dengan

menggunakan oksigen yang terlarut di dalam air limbah senyawa

polutan tersebut akan diuraikan oleh mikroorganisme yang ada di

dalam lapisan biofilm dan energi yang dihasilkan akan diubah

menjadi biomasa. Suplai oksigen pada lapisan biofilm dapat

dilakukan dengan beberapa cara misalnya pada sistem RBC yakni

dengan cara kontak dengan udara luar, pada sistem “Trickling Filter”

dengan aliran balik udara, sedangkan pada sistem biofilter tercelup

dengan menggunakan blower udara atau pompa sirkulasi.

Jika lapisan mikrobiologis cukup tebal, maka pada bagian

luar lapisan mikrobiologis akan berada dalam kondisi aerobik

sedangkan pada bagian dalam biofilm yang melekat pada medium

akan berada dalam kondisi anaerobik. Pada kondisi anaerobik akan

terbentuk gas H2S, dan jika konsentrasi oksigen terlarut cukup besar

maka gas H2S yang terbentuk tersebut akan diubah menjadi sulfat

(SO4) oleh bakteri sulfat yang ada di dalam biofilm. Selain itu pada

zona aerobik nitrogen–ammonium akan diubah menjadi nitrit dan

nitrat dan selanjutnya pada zona anaerobik nitrat yang terbentuk

mengalami proses denitrifikasi menjadi gas nitrogen. Oleh karena di

dalam sistem bioflim terjadi kondisi anaerobik dan aerobik pada


105

saat yang bersamaan maka dengan sistem tersebut maka proses

penghilangan senyawa nitrogen menjadi lebih mudah. Hal ini secara

sederhana ditunjukkan seperti pada Gambar 3.26.

Gambar 4.28 : Mekanisne Penghilangan Ammonia Di Dalam Proses

Biofilter

Proses pengolahan air limbah dengan proses biofilm atau

biofilter tercelup dilakukan dengan cara mengalirkan air limbah ke

dalam reaktor biologis yang di dalamnya diisi dengan media

penyangga untuk pengembangbiakan mikroorganisme dengan atau

tanpa aerasi. Untuk proses anaerobik dilakukan tanpa pemberian

udara atau oksigen. Posisi media biofilter tercelup di bawah

permukaan air. Media biofilter yang digunakan secara umum dapat

berupa bahan material organik atau bahan material anorganik.


106

Untuk media biofilter dari bahan organik misalnya dalam

bentuk tali, bentuk jaring, bentuk butiran tak teratur (random

packing), bentuk papan (plate), bentuk sarang tawon dan lain-lain.

Sedangkan untuk media dari bahan anorganik misalnya batu pecah

(split), kerikil, batu marmer, batu tembikar, batu bara (kokas) dan

lainnya.

Di dalam proses pengolahan air limbah dengan sistem

biofilter tercelup aerobik, sistem suplai udara dapat dilakukan

dengan berbagai cara, tetapi yang sering digunakan adalah seperti

yang tertera pada Gambar 3.33. Beberapa cara yang sering

digunakan antara lain aerasi samping, aerasi tengah (pusat), aerasi

merata seluruh permukaan, aerasi eksternal, aerasi dengan “air lift

pump”, dan aersai dengan sistem mekanik. Masing-masing cara

mempunyai keuntungan dan kekurangan. Sistem aerasi juga

tergantung dari jenis media maupun efisiensi yang diharapkan.

Penyerapan oksigen dapat terjadi disebabkan terutama karena

aliran sirkulasi atau aliran putar kecuali pada sistem aerasi merata

seluruh permukaan media.

Di dalam proses biofilter dengan sistem aerasi merata,

lapisan mikroorganisme yang melekat pada permukaan media

mudah terlepas, sehingga seringkali proses menjadi tidak stabil.

Tetapi di dalam sistem aerasi melalui aliran putar, kemampuan

penyerapan oksigen hampir sama dengan sistem aerasi dengan

menggunakan difuser, oleh karena itu untuk penambahan jumlah

beban yang besar sulit dilakukan. Berdasarkan hal tersebut diatas


107

belakangan ini penggunaan sistem aerasi merata banyak dilakukan

karena mempunyai kemampuan penyerapan oksigen yang besar.

Jika kemampuan penyerapan oksigen besar maka dapat

digunakan untuk mengolah air limbah dengan beban organik

(organic loading) yang besar pula. Oleh karena itu diperlukan juga

media biofilter yang dapat melekatkan mikroorganisme dalam

jumlah yang besar. Biasanya untuk media biofilter dari bahan

anaorganik, semakin kecil diameternya luas permukaannya semakin

besar, sehinggan jumlah mikroorganisme yang dapat dibiakkan juga

menjadi besar pula.

Jika sistem aliran dilakukan dari atas ke bawah (down flow)

maka sedikit banyak terjadi efek filtrasi sehingga terjadi proses

penumpukan lumpur organik pada bagian atas media yang dapat

mengakibatkan penyumbatan. Oleh karena itu perlu proses

pencucian secukupnya. Jika terjadi penyumbatan maka dapat terjadi

aliran singkat (Short pass) dan juga terjadi penurunan jumlah aliran

sehingga kapasitas pengolahan dapat menurun secara drastis.

4.1.3. Media Biofilter

Media biofilter termasuk hal yang penting, karena sebagai

tempat tumbuh dan menempel mikroorganisme, untuk mendapatkan

unsur-unsur kehidupan yang dibutuhkan-nya, seperti nutrien dan

oksigen. Dua sifat yang paling penting yang harus ada dari media

adalah :


108

Luas permukaan dari media, karena semakin luas

permukaan media maka semakin besar jumlah biomassa

per-unit volume.

Persentase ruang kosong, karena semakin besar ruang

kosong maka semakin besar kontak biomassa yang

menempel pada media pendukung dengan substrat yang

ada dalam air buangan

Untuk mendapatkan permukaan media yang luas, media dapat

dimodifikasikan dalam berbagai bentuk seperti bergelombang, saling

silang, dan sarang tawon.

Media yang digunakan dapat berupa kerikil, batuan, plastik

(polivinil chlorida), pasir, dan partikel karbon aktif. Untuk media

biofilter dari bahan organik banyak yang dibuat dengan cara dicetak

dari bahan tahan karat dan ringan misalnya PVC dan lainnya,

dengan luas permukaan spesifik yang besar dan volule rongga

(porositas) yang besar, sehingga dapat melekatkan mikroorganisme

dalam jumlah yang besar dengan resiko kebuntuan yang sangat

kecil. Dengan demikian memungkinkan untuk pengolahan air limbah

dengan beban konsentrasi yang tinggi serta efisiensi pengolahan

yang cukup besar. Salah Satu contoh media biofilter yang banyak

digunakan yakni media dalam bentuk sarang tawon (honeycomb

tube) dari bahan PVC. Kelebihan dalam menggunakan media

plastik tersebut antara lain :

Mempunyai luas permukaan per m3 volume sebesar 150 –

240 m2/m3

Volume rongga yang besar dibanding media lainnya.


109

Penyumbatan pada media yang terjadi sangat kecil.

Beberapa contoh perbandingan luas permukaan spesifik dari

berbagai media biofilter dapat dilihat pada Tabel 4.5 :

Tabel 4.7 : Perbandingan Luas Permukaan Spesifik Media Biofilter

No Jenis Media Luas Permukaan spesifiik

(m2/m3)

1. Trickling filter dengan batu pecah 100 – 200

2. Model sarang tawon (honeycomb modul) 150 – 240

3. Tipe jaring 50

4. RBC 80 – 150

Gambar 4.29 : Foto Media Sarang Tawon


110

Gambar 4.30 : Pemasangan Media Sarang Tawon

4.1.4. Fine Buble Difuser

Dalam proses pengolahan limbah secara biologi dengan

menggunakan teknologi biofilter ini, diperlukan system untuk

mendisfusikan oksigen ke dalam air limbah. Udara yang disuplay

dari blower, disalurkan dengan menggunakan system perpipaan,

kemudian dibagian ujungnya (dasar bak) dipasangkan diffuser yang

akan membuat gelembung-gelembung udara dari dasar bak air. Fine

bubble diffuser, merupakan salah satu teknologi untuk mendifusikan

okgigen ke dalam limbah secara effektif, sebab dengan fine buble ini

gelembung udara akan terbentuk dalam ukuran yang sangat

lembut/kecil, sehingga akan memperluas area kontak antara air

dengan permukaan gelembung udara dimana transfer oksigen akan

terjadi di situ. Disamping itu, dengan kecilnya ukuran gelembung

udara ini akan memperlambat jalannya gelumbung udara untuk


111

muncul di permukaan. Dengan semakin lambatnya gelembung ini

muncul ke permukaan, maka akan terjadi kontak antara udara dan

air yang semakin lama yang berarti akan menambah jumlah oksigen

yang terdifusi ke dalam air.

Gambar 4.31 : Fine Difuser.

Gambar 4.32 : Tampak Samping Pemasangan Difuser.


112

Gambar 4.33 : Tampak Atas Pemasangan Difuser.


113

Gambar 4.34 : Pemasangan Difuser di Dalam Reaktor.

4.2. Unit Re-use

Proses daur ulang air limbah PT. KMI menggunakan sistem

dan pressure filter yang terdiridari sand filter, dan multi media filter

(iron manganese & carbon filter) dilanjutkan dengan semi micro

filtrasi menggunakan bag filter dan cartridge filter. Kemudaian hasil

dari filtrasi ini dilanjutkan dengan filtrasi menggunakan micro filtrasi

(ultrafiltrasi) dengan kapasitas sebesar 50 m3 per hari.

Outlet unit pre-treatment biofilter anaerob-aerob ditampung

dalam bak penampung antara yang terletak di ground tank.

Kemudian dari bak antara ini dipompa menggunakan pompa

submersible untuk dilakukan pengolahan lanjut dengan biofilter, hal

ini bertujuan untuk meningkatkan kualitas air agar dapat memenuhi


114

standari air baku untuk re-use. Outlet dari biofilter lanjutan ini

dipompa dengan pompa bertekanan untuk proses filtrasi dengan

menggunakan dua buah filter multi media filter. Filter pertama

adalah sand filter yang akan menyaring kotoran-kotoran padat yang

mungkin masih terbawa di dalam air. Selanjutnya warna, bau dan

rasa direduksi pada filter kedua yaitu multi media filter (karbon aktif

dan manganize). Partikel kotoran dan suspended yang lolos dari

filter multimedia dan filter karbon aktif disaring pada bag filter

dengan porositas 5 micron, selanjutnya hasil akhir berupa air bersih

ditampung di bak penampung sementara (transfer).

Untuk lebih meningkatakan kualitas hasil dan keamanan

dari pengguna air re-use ini, maka air re-use tersebut diproses lagi

dengan proses ultra filtrasi. Secara detail teknologi pengolahan air

untuk re-use di lingkungan pabrik PT. KMI tersebut adalah sebagai

berikut :

4.2.1. Pengolahan Secara Filtrasi (Penyaringan)

Tujuan penyaringan adalah untuk memisahkan padatan

tersuspensi dari dalam air yang diolah. Pada penerapannya filtrasi

digunakan untuk menghilangkan sisa padatan tersuspensi yang tidak

terendapkan pada proses sedimentasi. Pada pengolahan air

buangan, filtrasi dilakukan setelah pengolahan kimia-fisika atau

pengolahan biologi. Ada dua jenis proses penyaringan yang umum

digunakan, yaitu penyaringan lambat dan penyaringan cepat.

Penyaringan lambat adalah penyaringan dengan memanfaatkan


115

energi potensial air itu sendiri, artinya hanya melalui gaya gravitasi.

Penyaringan ini dilakukan secara terbuka dengan tekanan

atmosferik. Sedangkan penyaringan cepat adalah penyaringan

dengan menggunakan tekanan yang melebihi tekanan atmosfir.

Berdasarkan jenis media filter yang digunakan, penyaringan

dapat digolongkan menjadi dua jenis, yaitu filter media granular

(butiran) dan filter permukaan. Pada jenis media granular, media

yang paling baik mempunyai karakteristik sebagai berikut: Ukuran

butiran membentuk pori-pori yang cukup besar agar partikel besar

dapat tertahan dalam media, sementara butiran tersebut juga dapat

membentuk pori yang cukup halus, sehingga dapat menahan

suspensi. Butiran media bertingkat, sehingga lebih efektif pada saat

proses pencucian balik (backwash). Saringan mempunyai

kedalaman yang dapat memberikan kesempatan aliran mengalir

cukup panjang. Sejauh ini media yang paling baik adalah pasir yang

ukuran butirannya hampir seragam dengan ukuran antara 0,6

hingga 0,8 mm.

Laju operasi untuk penyaringan ditentukan oleh kualitas air

baku, pengolahan kimia yang diterapkan dan media filter. Pada

umumnya laju penyaringan pada saringan pasir cepat adalah 82,4

liter per menit/m2. Sistem yang ada pada saat ini dapat menaikkan

aliran hingga 206 liter per menit/m2. Unggun saringan yang terdiri

dari dua jenis media, yaitu arang dan pasir menghasilkan lapisan

media arang yang butirannya besar (berat jenis 1,4-1,6) berada

diatas media pasir yang lebih halus (berat jenis 2,6). Susunan media


116

dari atas ke bawah kasar-halus, akan memudahkan aliran air. Flok

yang besar akan tertahan butiran arang di bagian atas/permukaan

unggun.

Filter bertekanan dengan media pasir silika biasanya digunakan

untuk menyaring atau memisahkan zat padat tersuspesi yang

dihasilkan oleh proses oksidasi zat besi atau mangan dengan okasigen

atau udara maupun oksidasi dengan kalium permanganat atau

senyawa khlorine. Jika proses oksidasi berjalan dengan baik maka

proses penyaringan dengan filter bertekanan menggunakan media

pasir silika dapat berjalan dengan efektif.

Untuk proses penyaringan air bersih dengan menggunakan

Filter Pasir Bertekanan, kecepatan penyaringan bervariasi antara 100 –

1000 m3/m2/hari. Mernurut IDE (1990), untuk Media tunggal berkisar

antara 120 – 250 m3/m2/hari, untuk Filter dengan dua jenis media

(dual media filter) kerkisar antara 200 – 400 m3/m2/hari.

Menurut GOTA dan YAMAMOTO (1969), Kecepatan filtrasi

7,5 m m3/m2/jam, tebal lapisan pasir 45-75 cm, diameter partikel

pasir 0,4 – 0,5 mm, Head loss berkisar antara 0,3 – 0,5 kg/cm2.

Menurut Southern Chemicals untuk saringan pasir bertekanan

kecepatan penyaringan berkisar antara 20 – 25 m3/m2/hari.

Secara umum konstruksi filter pasir bertekanan ditujukkan

seperti pada Gambar 5.20. Materilal yang digunakan bervariasi sesuai

dengan penggunaan serta kapasitas pengolahan. Untuk kapasitas


117

penyaringan yang besar umumnyan menggunakan material mild steel

yang dilapis dengan rubber atau fiberglass atau menggunakan bahan

dari stainless steel, sedangkan untuk kapsitas yang kecil umumnya

menggunakan material dari fiberglass, PVC atau stainles steel.

Gambar 4.35: Konstruksi Filter Pasir Bertekanan.

4.2.2. Pengolahan Secara Adsorpsi

Adsorpsi adalah penumpukan materi pada interface antara

dua fase. Pada umumnya zat terlarut terkumpul pada interface.

Proses adsorpsi memanfaatkan fenomena ini untuk menghilangkan

materi dari cairan. Banyak sekali adsorbent yang digunakan di

industri, namun karbon aktif merupakan bahan yang sering

digunakan karena harganya murah dan sifatnya nonpolar.

Adsorbent polar akan menarik air sehingga kerjanya kurang efektif.

Pori-pori pada karbon dapat mencapai ukuran 10 angstrom. Total


118

luas permukaan umumnya antara 500 – 1500 m2/gr. Berat jenis

kering lebih kurang 500 kg/m3.

Gambar 4.36: Foto Multi Media Filter Unit Re-use PT. KMI

4.2.3. Ultra Filtrasi

Saat ini teknologi filtrasi untuk penjernihan air ada dua tipe

yaitu tipe konvensional dengan menggunakan saringan pasir dan

tipe baru dengan menggunakan membrane. Teknologi membrane

saat ini berkembang sangat pesat dan mulai banyak diaplikasikan

untuk berbagai kegunaan mengingat banyak sekali keunggulan-

keunggulan yang dimilikinya dibanding teknologi konvensional.


119

Ultra filtrasi merupakan teknologi penyaringan air dengan

menggunakan membran untuk memisahkan senyawa maupun

partikel koloid, protein, polutan dari unsur microbiologis yang ada

pada air baku. Ukuran membran ultra filtrasi sangat kecil sehingga

dapat memisahkan material tersuspensi, bakteri, virus dan

pathogen. Semua partikel dengan ukuran kisaran 0,01 micron

sampai dengan 0,1 micron akan dapat terpisah dengan teknologi

ultra filtrasi. Tekanan Operasi pada sistem ultra filtrasi dapat

digunakan tekanan rendah yaitu antara 0,5 sampai 3 bar. Membran

ultra filtrasi dapat dibuat dalam beberapa tipe modul seperti hollow

fiber, lembaran rata dan dalam bentuk tabung. Tipe hollow fiber

adalah tipe yang paling banyak dipakai karena akan dapat

menghasilkan permukaan filtrasi yang besar. Kecepatan filtrasi akan

sangat tergantung dari luas permukaan filter. Dengan semakin

besarnya luas permukaan filter, maka produktifitas air olahan akan

semakin besar. Adapun jenis membran yang tersedia saat ini dibagi

menjadi 4 kelompok besar disesuaikan dengan ukuran dari tingkat

penyaringan atau sering disebut dengan istilah ‘Filtration degree”.

Tingkat-tingkat penyaringan yang dimaksud adalah:

1. Micro Filtration (MF)

2. Ultra Filtration (UF)

3. Nano Filtration (NF)

4. Hyper Filtration / Reverse Osmosis (RO)


120

Gambar 4.37 : Pengelompokan Teknologi Menbran

Membran UF yang digunakan adalah tipe hollow fiber yang

terbuat dari poly sulfone dan diproduksi oleh Kristal.TM America.

Tingkat filtrasi dengan membrane ini adalah dapat menahan partikel

ukuran 0.1 ~ 0.01 micron dengan tekanan pompa yang rendah dan

tanpa bahan kimia dalam prosesnya sehingga memiliki biaya operasi

yang rendah. Hasil akhir air menggunakan sistem ini selalu konstan

dan bisa menghilangkan bakteri pada waktu yang bersamaan

dengan proses penghilangan material yang tersuspensi dalam air.

Kelebihan teknologi membrane ini diantaranya adalah :

1. Teknologi membrane adalah teknologi yang berwawasan

lingkungan dan ramah lingkungan, tidak menggunakan bahan

kimia yang berbahaya dan menimbulkan pencemaran.

2. Teknologi membrane memberikan jaminan kualitas air yang

lebih konstan


121

3. Teknologi membrane dapat memberikan operational cost yang

lebih tetap bila dibandingkan dengan teknologi konvensional.

Diagram alir teknologi ultra filtrasi ini dapat dilihat seperti

pada gambar 5.23, sedangan diagram alir sistem re-use air limbah

gedung BPPT dengan dengan teknologi multi media filter yang

digabung dengan sistem ultra filtrasi dapat dilihat seperti pada

gambar 5.24. Gambar 5.26 menunjukkan lay out sistem IPAL dan re-

use dalam pengelolaan limbah gedung BPPT, Jakarta.

Gambar 4.38 : Diagram Alir Sistem Re-use Air Limbah PT. KMI


122

Gambar 4.39 : Foto Unit Ultra Filtrasi PT. KMI.

Gambar 4.40 : Foto Unit Re-use PT. KMI.


123

4.3. Pengeringan Lumpur

Lumpur yang dihasilkan dari proses sedimentasi diolah lebih

lanjut untuk mengurangi sebanyak mungkin air yang masih

terkandung didalamnya. Proses pengolahan lumpur yang bertujuan

mengurangi kadar air tersebut sering disebut dengan pengeringan

lumpur. Ada empat cara proses pengurangan kadar air, yaitu secara

alamiah, dengan tekanan (pengepresan), dengan gaya sentrifugal

dan dengan pemanasan. Pengeringan secara alamiah dilakukan

dengan mengalirkan atau memompa lumpur endapan ke sebuah

kolam pengering (drying bed) yang mempunyai luas permukaan

yang besar dengan kedalaman sekitar 1 atau 2 meter. Proses

pengeringan berjalan dengan alamiah, yaitu dengan panas matahari

dan angin yang bergerak di atas kolam pengering lumpur tersebut.

Cara pengeringan seperti ini tentu saja sangat bergantung dari

cuaca dan akan bermasalah bila terjadi hujan. Bila lumpur tidak

mengandung bahan yang berbahaya, maka kolam pengering lumpur

dapat hanya berupa galian tanah biasa, sehingga sebagian air akan

meresap ke dalam tanah dibawahnya. Contoh pengeringan lumpur

antara lain pengeringan lumpur dengan cara tekanan (pengepresan)

dan proses pengeringan lumpur dengan gaya centrifugal

(centrifuge). Berikut diberikan beberapa contoh alat pengering

lumpur yang ada.


124

Gambar 4.41 : Diagram Proses Pengering Lumpur PT. KMI

(Sludge Drying Bed)

Gambar 4.42 : Foto Unit Pengering Lumpur & Hasil Pengeringan

Lumpur PT. KMI,

4.4. Sistem Kelistrikan IPAL PT. KMI Cibitung

Semua peralatan (pompa, dosing dan blower) IPAL PT. KMI

dikendalikan degan panel kontrol. Sumber listrik dari gardu utama

masuk ke panel utama, kemudian dicabang ke panel blower dan

panel unit ultra filtrasi. Sedangkan untuk pompa di bak pengumpul

diambilkan dari sumber listrik terdekat. Sistem pembagian arus dan

Pvc 4”

Lapisan pasir Lapisan kerikil

kecil Lapisan kerikil besar


125

peralatan yang dikendalikan dari panel ini seperti terlihat pada

gambar 4.35 dan 4.36. Sedangkan kebutuhan power dari masing-

masing peralatan dapat dilihat pada Tabel 4.6.

Gambar 4.43 : Diagram Sistem Panel WWTP PT. Kawasaki

Gambar 4.44 : Pengelompokan Sistem Kelistrikan ME


126

Tabel 4.8 : Jenis Peralatan Dan Kebutuhan Power Di WWTP PT. KMI

No Lokasi Jenis

POWER

SPESIFIKASI

Merk Type Jenis Disch Phase

(A / M) HP kW (Inc) θ

1 Bak Equalisasi Lbh Produksi P. feed-1 Ebara 50 DVS5.75 A 2 0.75 2" 3θ / (380 V)

2 Bak Equalisasi Lbh Produksi P. feed-2 Ebara 50 DVS5.75 A 2 0.75 2" 3θ / (380 V)

3 Bak Equalisasi Lbh Produksi Agitator - 0.35

4 Bak Equalisasi Lbh Produksi P. pemekat oli 0.35

5 R. Koagulasi Agitator - 0.18

6 R. Koagulasi Dosing pump - 0.12

7 R. Flokulasi Agitator - 0.18

8 R. Flokulasi Dosing pump - 0.12

9 Bak pengendap Agitator - 0.35

10 Bak pengering lumpur P. recycle Ebara 50 DVSA5.4 S A 0.5 0.40 2" 1θ (220 V)

11 Bak Equalisasi Lbh Domestik P. feed-1 Ebara 50 DVSA5.4 S A 0.5 0.40 2" 1θ (220 V)

12 Bak Equalisasi Lbh Domestik P. feed-2 Ebara 50 DVSA5.4 S A 0.5 0.40 2" 1θ (220 V)


127

13 R. Biofilter Pre-Treatment P. Recyl-1 Ebara 50 DS 5.4 M 0.5 0.40 2" 1θ (220 V)

14 R. Biofilter Pre-Treatment P. Recyl-2 Ebara 50 DS 5.4 M 0.5 0.40 2" 1θ (220 V)

15 R. Biofilter Pre-Treatment Blower-1 Mitsubishi,

5,5 Kw Futsu TSC

80, 3" 7.5 5.50 3θ / (380 V)

16 R. Biofilter Pre-Treatment Blower-2 Mitsubishi,

5,5 Kw Futsu TSC

80, 3" 7.5 5.50 3θ / (380 V)

17 Bak penampung sementara P. feed re-use-

1 Ebara 50 DVSA5.4

S A 0.5 0.40 2" 1θ (220 V)

18 Bak penampung sementara P. feed re-use-

2 Ebara 50 DVSA5.4

S A 0.5 0.40 2" 1θ (220 V)

19 R. Biofilter Re-use P. Recyl-1 Ebara 50 DS 5.4 M 0.5 0.40 2" 1θ (220 V)

20 R. Biofilter Re-use P. Recyl-2 Ebara 50 DS 5.4 M 0.5 0.40 2" 1θ (220 V)

21 R. Biofilter Re-use Blower-1 Mitsubishi,

3,7 Kw Futsu TSC

50, 2" 4 3.50 3θ / (380 V)

22 R. Biofilter Re-use Blower-2

Mitsubishi,

3,7 Kw

Futsu TSC

50, 2" 4 3.50 3θ / (380 V)

23 Unit Reuse P. Multi Md

Filter Grounfos - 1.10 1θ (220 V)

24 Unit Unltra Filtrasi P. Feed U.F CNP - 1.10 3θ / (380 V)

25 Unit Unltra Filtrasi P. Back wash

UF CNP - 1.10 3θ / (380 V)

26 Unit Unltra Filtrasi P. Dosing - 0.10

27 Bak penampung sementara P. ke tower Ebara 50 DVSA5.4

S A 0.5 0.40 2" 1θ (220 V)

TOTAL KEBUTUHAN POWER M.E DI STP 28.55


128

4.5. Fasilitas Pendukung

Water Meter meter

Untuk melengkapi sistem kontrol dan monitoring sistem

operasional IPAL ini, maka pada sistem outlet IPAL tersebut

dipasang water meter. Ada beberapa fungsi water meter meter ini

antara lain :

- sebagai alat bantu sistem kontrol debit proses agar IPAL dapat

berfungsi dengan baik.

- Sebagai alat monitoring debit limbah yang terolah setiap

harinya guna kontrol kapasitas IPAL.

- Sebagai alat monitoring untuk penyusunan laporan rutin jumlah

pembuangan limbah ke IPAL kawasan.

Gambar 4.45 : Foto Water Meter IPAL PT. KMI.


129

Biokontrol

IPAL PT. KMI ini dilengkapi dengan bak biokontrol yang di

dalamnya ditanami dengan ikan. Biokontrol ini berfungsi sebagai

indikator visual yang dapat digunakan sebagai pemantauan

langsung kualitas outlet dari sistem yang ada. Jika kondisi ikan yang

ada di dalam bak ini menunjukkan tanda-tanda kehidupan yang

kurang sehat, maka dapat dicek secara langsung kondisi

operasional IPAL ini serta harus segera dilakukan evaluasi terhadap

sistem yang sedang berjalan.

Gambar 4.46 : Foto Biokontrol.


130

Peralatan analisa

IPAL PT. KMI ini juga sudah dilengkapi dengan fasilitas

ruangan untuk melakukan monitoring kualitas outet dan dilengkapi

dengan beberapa peralatan untuk analisa kualitas outlet IPAL.

Dengan adanya peralatan swa pantau ini, maka diharapkan kualitas

outlet akan terpantau secara rutin dan jika ada troubel dari IPAL

dapat segera diketahui dan diambil tindakan untuk perbaikan.

Gambar 4.47 : Peralatan Analisa Swa Pantau IPAL PT. KMI

Sumur Pantau

Sumur pantau IPAL PT. KMI dibangun di dalam area IPAL.

Hal ini bertujuan untuk melakukan pemantauan lebih cepat dan

akirat kualitas air tanah di sekitar IPAL. Dengan dekatnya lokasi

sumur pantau ini, maka jika terjadi kebocoran bak IPAL dan


131

mencemari air tanah setempat kita dapat segera mengambil sampel

airnya untuk dianalisa.

Gambar 4.48 : Foto Sumur Pantau IPAL PT. KMI.

Pompa Distribusi Air Re-use

Air re-use adalah air yang berasal dari limbah yang telah

diolah sampai memenuhi standar air baku, kemudian ditngkatkan

lagi kualitasnya dengan proses penyaringan. Proses penyaringan ini

dilakukan dalam dua tahap, yaitu penyeringan dengan multi media

filter kemudian dilanjutkan dengan proses penyaringan dengan

membran ultra filtrasi. Hasil outlet dari unit ultra filtrasi ini ditampung

dalam tangki prnampungan produk, kemudian air tersebut

didistribusikan untuk memenuhi kebutuhan air siram taman dan

flasing toilet. Karena area jangkauan yang sangat luas ini, maka

sistem distribusinya diantu dengan menggunakan pompa distribusi

bertekanan tinggi. Sedangkan untuk memenuhi air siram di area

IPAL dan sekitranya dibantu dengan tangki torn yang ditaruh pada


132

ketinggian 5 m. Gambar 4.44 menunjukkan pompa distribusi air re-

use dan torn distribusi untuk memenuhi kebutuhan air siram di

sekitar IPAL.

Gambar 4.49 : Pompa Distribusi Air Re-use.


133

Gam

bar

4.5

0 :

Dia

gra

m A

lir Insta

lasi P

eng

ola

ha

n A

ir L

imb

ah

PT

. K

MI

Gam

bar

4.5

0 :

Dia

gra

m A

lir Insta

lasi P

eng

ola

ha

n A

ir L

imb

ah

PT

. K

MI

Gam

bar

4.5

0 :

Dia

gra

m A

lir Insta

lasi P

eng

ola

ha

n A

ir L

imb

ah

PT

. K

MI


134

Gam

bar

4.5

1 :

Dia

gra

m L

ay O

ut W

WT

P P

T.

KM

I


135

4.6. Keterangan Proses

A. Pengolahan Secara Fisika – Kimia

1. Limbah segar yang dihasilkan dari proses painting,

perakitan motor, bengkel dll disalurkan ke bak oil trap untuk

memisahkan padatan yang berukuran besar dan floting

kandungan oil.

2. Limbah tirisan limbah B3 yang di simpan di gudang limbah

B3 sementara dikumpulkan dalam bak pengumpul yang

berfungsi juga sebagai oil trap juga. Jika ada kandungan oil,

maka oli tersebut akan mengapung di bak pertama, dan jika

jumlahnya sudah cukup untuk dapat diambil, maka

kandungan oil tersebut diangkat secara manual. Sedangkan

filtratnya, yang masuk ke ruang pompa akan terpompa

secara outomatis menuju ke oil trap yang berada di lokasi

IPAL.

3. Kandungan oli yang berasal dari limbah produksi akan

mengapung di bagian atas dari limbah, sedangkan air

limbah yang sudah bersih dari oli akan mengalir ke bak

berikutnya. Kandungan oli semakin hari akan bertambah

jumlahnya, dan jika sudah cukup tebal maka dipisahkan

untuk ditampung ke bak pemekat oli dengan cara memutar

pipa penyaluran oli yang berada di bagian atas permukaan

air. Oli akan mengalir secara over flow ke bak pemekat. Oli

di bak pemekat ini masih mengandung air, dan air ini dapat

di recycle masuk ke dalam oil trap kembali dengan pompa

pemekat oli yang tersedia. Jika jumlah oli di bak pemekat ini


136

sudah cukup banyak maka harus dipindahkan ke drum

penampungan untuk dikirim ke perusahaan pengolah oli

bekas.

Gambar 4.52 : Tampak Atas Oil trap IPAL PT. KMI

Gambar 4.53 : Tampak Depan Oil trap IPAL PT. KMI


137

Gambar 4.54 : Tampak Atas Bak Pemekat Oil IPAL PT. KMI

4. Air limbah produksi setelah melewati oil trap akan mengalir

secara gravitasi menuju bak equalisasi. Disini air limbah

produksi yang telah bersih dari oli akan tercampur dengan

air blodown dari ruang boiler yang banyak mengandung

bahan kimia (basa). Dibak equalisasi ini dilengkapi dengan

system pengadukan untuk menjadikan karakteristik limbah

agar homogen dan juga dilengkapi dengan pH control.

Gambar 4.55 : Bak Equalisasi


138

Gambar 4.56 : pH Kontrol IPAL PT. KMI

5. Di bak equalisasi juga dilengkapi dengan pompa feed untuk

memompa limbah menuju ke unit chemical treatment yang

dilengkapi dengan system level control dengan pelampung.

Pengaturan debit limbah yang akan diolah dapat dilakukan

dengan mengatur posisi ball valve yang terdapat di pompa

feed dan dengan menggunakan ball valve yang terdapat di

inlet reaktor koagulasi.

6. Proses koagulasi-flokuasi menggunakan reactor koagulasi

yang dilengkapi dengan agitator pengadukan cepat dan

reactor flokuasi yang dilengkapi dengan agitator

pengadukan lambat. Sedangkan kebubahan kimia


139

diinjeksikan dengan dua buah pompa dosing (pompa

koagulan dan pompa flokulan).

Gambar 4.57 : Rangkaian Sistem Koagulasi - Flokuasi

Gambar 4.58 : Dosing Pump Koagulan dan Flokulan.


140

7. Kebutuhan bahan kimia untuk proses koagulasi – flokulasi

diatur dengan menggunakan dua buah pompa dosing.

Jumlah kebutuhan bahan koagulan dan flokulan ditentukan

berdasarkan dari hasil jar test yang telah dilakukan.

Sedangkan untuk meningkatkan proses reaksi agar dapat

terbentuk flok dengan ukuran besar serta kuat sehingga

proses sedimentasi dapat terjadi dengan sempurna di

reaktor koagulasi dan flokulasi dilengkapi dengan agitator.

Gambar 4.59 : Dosing Pump IPAL PT. KMI.

8. Setelah melalui proses koagulasi-flokulasi, limbah dialirkan

ke bak pengendap. Tangki bak pengendap ini berbetuk

kerucut di bagian bawahnya dan dilengkapi dengan agitator.

Agitator yang ada secara periodik hidup secara outomatis.

Fungsi agitator ini adalah untuk menghasilkan gaya

centrifugal di dalam air, terutama di bagian dasar bak agar

lumpur yang ada dapat terkumpul di dasar tangki bagian

tengah (tempat pipa pengeluaran lumpur) sehingga lumpur


141

dapat dengan mudah untuk dikelurakan dengan cara

drainase (membuka kran di bak pengering lumpur). Lumpur

ini dialirkan menuju ke bak pengering lumpur. Sedangkan air

yang sudah bersih akan mengalir secara over flow dari bak

pengendap untuk selanjutnya diproses secara biologi

dengan biofilter melalui bagian atas bak sedimentasi.

Lumpur yang sudah terkumpul di bak pengering selanjutnya

didiamkan agar terjadi proses penirisan air limbah dan

menunggu proses pengeringan lumpur secara alami. Air

tirisan dari bak pengering lumpur ini direcycle kembali ke

bak equalisasi limbah produksi.

Gambar 4.60 : Bak Pengendap.


142

Gambar 4.61 : Bak Pengendap (Tampak Atas).

Gambar 4.62 : Bak Pengering Lumpur.


143

Gambar 4.63 : Foto Proses Pengeringan Lumpur.

9. Semua limbah domestik yang dihasilkan di PT. KMI juga

diolah di dalam IPAL ini. Tahap awal pengolahan limbah

yang bersumber dari kamar mandi dan toilet diproses

dengan menggunakan biotek. Over flwo biotek ini dipompa

menuju bak equalisasi limbah domestic.

10. Limbah yang berasal dari kantin, terlebih dahulu masuk ke

oil trap limbah kantin yang dilengkapi dengan screen untuk

menghindari masuknya padatan (sisa sayur dll) ke ruang

pompa. Oil trap ini terdiri dari tiga ruangan, yang ruang

pertama merupakan ruang pemisahan minyak dan padatan

kasar. Sedangkan ruang kedua, merupakan ruang transisi

dan ruang ke tiga merupakan ruang pompa yang akan

mentransfer limbah menuju bak equalisasi limbah domestic.

Di dalam bak ini, padatan yang berat (pasir, tanah)

diendapkan di bagian dasar. Dalam waktu periode tertentu


144

(2 hari) kondisi bak harus di cek untuk melihat jumlah

padatan yang telah terkumpul di dalam bak. Bersihkan bak

dari Lumpur dan padatan lainnya.

Gambar 4.64 : Oil trap Limbah Kantin.

Gambar 4.65 : Screen Oil trap.


145

Gambar 4.66 : Bak Equalisasi Limbah Domestik.

11. Semua bak pengumpul ini dilengkapi dengan pompa

pentransfer limbah yang digunakan untuk memompa limbah

ke bak equalisasi.

B. Pengolahan Secara Biologi

Gambar 4.67 : Biofilter Proses Pengolahan Secara Biologi.

Untuk melakukan start-up biofilter, langkah pertama yang

harus dilakukan adalah melakukan pengecekan sistem IPAL secara

keseluruhan. Pengecekan IPAL meliputi pengecekan perpipaan dalam


146

IPAL, pengecekan sistem kelistrikan, pengecekan pompa-pompa,

pengecekan sistem suplai udara ke reaktor aerobik dan pengecekan

bak-bak pengumpul. Setelah yakin kalau sistem biofilter sudah

sempurna, selanjutnya dilakukan pengisian biofilter dengan urutan

sebagai berikut:

1. Isi semua bak di biofilter dengan air limbah secara

bersamaan. Pengisian IPAL diusahakan merata jangan

sampai sebagian penuh, bagian yang lain masih kosong.

2. Setelah IPAL penuh selanjutnya blower pada bak aerobik

dihidupkan dan cek apakah udara keluar melalui difuser

secara merata atau tidak. Kalau tidak merata maka perlu

perbaikan difuser udara.

Gambar 4.68 : Blower Udara Untuk Proses Aerasi.


147

Gambar 4.69 : Fine Difuser Untuk Aerasi.

3. Tes pompa feed biofilter dan pompa recycle, apakah sudah

dapat berfungsi dengan baik.

4. Biarkan bak equalisasi II terisi hingga pompa feed biofilter

dapat beroperasi secara otomatis. Atur aliran /debit pompa

feed biofilter sesuai dengan kapasitas IPAL terpasang.

5. Selanjutnya Air limbah dari bak equalisasi II dipompa ke IPAL

(bioreaktor/bak anaerobik-aerobik dan pengendap akhir)

sampai mencapai level penuh.

6. Langkah selanjutnya adalah mengisi IPAL dengan bibit atau

seed mikroba atau bakteri. Seed mikroba diambilkan dari

instalasi pengolahan air limbah domestik yang sudah diketahui

kinerjanya berjalan dengan baik. Jumlah seed mikroba sekitar

0,5 – 1 m3.

7. Selanjutnya hidupkan pompa sirkulasi, dengan demikian

mikroba akan mengalir teraduk dalam IPAL, dan lama

kelamaan akan lengket pada permukaan media biofilter.

8. Selama masa seeding, untuk mempercepat proses

perkembangbiakan mikroba pengurai air limbah, maka perlu


148

dilakukan penambahan nutrient. Penambahan nutrient

dilakukan pagi setiap hari selama 3 minggu pertama ipal

beroperasi. Caranya adalah mengambil nutrient sebanyak 1/4

kg kemudian dilarutkan kedalam air pada ember. Pastikan

nutrient larut semua. Setelah itu cairan nutrient dituangkan

kedalam bak pengendap awal dan bak anaerobik. Sisa

padatan nutrient jangan dimasukkan ke dalam IPAL.

9. Setelah selesai masa seeding, selanjutnya dilakukan

pemantauan secara kontinyu (Swa-pantau).

10. Semua Industri yang sudah memiliki IPAL diwajibkan

melakukan Swa-pantau harian oleh BPLHD DKI. Yang paling

mudah dan ekonomis adalah swa pantau debit air limbah, swa

pantau pH, swa pantau TSS dan pemantauan COD atau

organik KMnO4.

11. Setiap 3 bulan, sampel dari inlet dan outlet IPAL harus diambil

dan dianalisakan komposisinya di laboratorium independent

seperti sucofindo, unilab dan atau di laboratorium BPLHD DKI.

Hasil analisa dilaporkan ke BPLHD DKI jakarta.

C. Pengolahan Tersier

Instalasi pengolahan air limbah PT. KMI ini didisaint

hanya sebagai unit pre-treatment saja, karena limbah ini

nantinya akan diolah lebih lanjut di IPAL terpadu yang

dikelola oleh pengelola kawasan industri MM 2100. Dengan

demikian, maka standar outlet unit ini hanya mengikuti

standar yang dikeluarkan oleh pengelola kawasan yang

pada dasarnya belum memenuhi standar untuk dibuang ke


149

saluran umum atau dimanfaatkan kembali untuk keperluan

lainnya (re-use). Dengan demikian, maka agar air limbah ini

dapat digunakan sebagai air baku re-use, masih diperlukan

lagi pengolahan lanjutan.

Gambar 4.70 : Diagram Alir Pengolahan Tersier

Reaktor Biofilter

Pengolahan lanjutan outlet biofilter pre-treatment dilakukan

dengan proses biologi dengan satu reaktor biofilter lagi. Tujuannya

adalah untuk meningkatkan lualitas air olahan ini agar dapat

memenuhi standar air baku untuk re-use. Karena air baku yang

diproses di dalam reaktor ini sudah di treatment dan sudah

mendekatai standar air baku, maka proses biofilter ini hanya

menggunakan proses aerobik saja. Teknologi yang digunakan

pada biofilter pengolahan lanjut ini sama dengan teknologi biofilter

pada unit pre-treatment. Secara detail gambar bioreaktor ini dapat

dilihat sebagai berikut :


150

Gambar 4.71 : Bioreaktor Pengolahan Lanjut.

Gambar 4.72 : Foto Bioreaktor Pengolahan Lanjut.

Outlet dari bioreaktor ini selanjutanya digunakan sebagai air baku

air re-uses. Peningkatan kualitas tahap akhir air re-use ini

menggunakan proses filtrasi menggunakan multi media filter dan

proses ultra filtrasi.


151

Saringan Pasir Cepat (Pressure Sand Filter)

Air dari pompa air baku masuk ke unit penyaringan pasir

cepat dengan tekanan maksimum sekitar 4 Bar. Unit ini berfungsi

menyaring partikel kasar yang berasal dari air baku. Unit filter

berbentuk silinder dan terbuat dari plat besi. Tinggi filter ini

mencapai 120 cm dan berdiameter sekitar 1,25 m. Media penyaring

yang digunakan berupa pasir silika dan terdiri dari 4 ukuran, yaitu

lapisan dasar terdiri dari kerikil dengan diameter 2- 3 cm dan kerikil

halus dengan diameter 0,5-1 cm, 3-5 mm, dan lapisan penyaring

yang terdiri dari lapisan pasir silika dengan diameter 2-1 mm dan

pasir silika halus dengan diameter partikel 1– 0,5 mm. Unit filter ini

juga di disain secara khusus, sehingga memudahkan dalam hal

pengoperasiannya dan pemeliharaannya. Dengan dilengkapi oleh

manhole, maka penggantian media filter dapat dilakukan dengan

mudah.

Multi Media Filter (Mangan Zeolit & Karbon Aktif)

Berfungsi untuk menyerap zat besi atau mangan,

penghilang bau, warna, logam berat dan pengotor-pengotor organik

lainnya di dalam air yang belum sempat terserap di dalam tangki

reaktor dan saringan pasir cepat. Unit ini mempunyai bentuk dan

dimensi yang sama dengan unit penyaring pasir cepat, namun

mempunyai material media filter yang sangat berbeda. Media filter

adalah mangan zeolit (manganese greensand) yang berdiameter

sekitar 0,3-0,5 mm dan karbon aktif granular atau butiran dengan


152

ukuran 1-2,5 mm. . Dengan menggunakan unit ini, maka kadar besi

dan mangan, serta beberapa logam-logam lain yang masih terlarut

dalam air dapat dikurangi sampai < 0,1 mg/l/.

Bag Filter

Filter ini merupakan penyaring pelengkap untuk menjamin

bahwa air yang akan masuk ke proses penyaringan ultra filtrasi

benar-benar memenuhi syarat air baku bagi sistem ultra filtrasi. Alat

ini mempunyai media penyaring dari bahan sintetis selulosa. Alat ini

juga berbentuk silinder dengan tinggi sekitar 25 cm dan diameter

sebesar 12 cm. Filter cartridge ini dapat menyaring kotoran di dalam

air sampai ukuran partikel 0,5 mikron. Unit ini dipasang sebelum

pompa tekanan tinggi.

Gambar 4.73 : Foto Unit Multi Media Filter.


153

Ultra Filtrasi

Filter ini merupakan penyaring pelengkap untuk menjamin bahwa

kualitas air re-use ini dapat memenuhi persayaratan sesuai dengan

standar kualitas air bersih. Disamping itu dengan adanya proses

ultra filtrasi ini akan lebih menjamin terjadinya kestabilan kualitas air

yang dihasilkan.

Gambar 4.74 : Foto Ultra Filtrasi.

Bak Penampung Air Produk

Bak penampung air produk berfungsi untuk menampung air

hasil proses ultra filtrasi yang siap untuk digunakan. Bak ini

dilengkapi dengan torn air yang berfungsi sebagai penampungan air

untuk memenuhi kebutuhan air siram dan bersih-bersih di

lingkungan IPAL serta dilengkapi dengan dua buah pompa distribusi.

Kedua pompa itu berfungsi sebagai pendorong air untuk memenuhi

kebutuhan air flasing toilet dan yang satu berfungsi sebagai pompa


154

distribusi untuk untuk memenuhi air siram taman dan kebesihkan

lingkungan di seluruh area pabrik.

Gambar 4.75 : Foto Bak Penyimpanan Produk & Pompa

Distribusi.

4.7. Fasilitas Penyimpanan Limbah B3

Definisi limbah B3 berdasarkan BAPEDAL (1995) ialah

setiap bahan sisa (limbah) suatu kegiatan proses produksi yang

mengandung bahan berbahaya dan beracun (B3) karena sifat

(toxicity, flammability, reactivity, dan corrosivity) serta konsentrasi

atau jumlahnya yang baik secara langsung maupun tidak langsung

dapat merusak, mencemarkan lingkungan, atau membahayakan

kesehatan manusia. Berdasarkan sumbernya, limbah B3 dapat

diklasifikasikan menjadi:


155

Primary sludge, yaitu limbah yang berasal dari tangki

sedimentasi pada pemisahan awal dan banyak

mengandung biomassa senyawa organik yang stabil dan

mudah menguap

Chemical sludge, yaitu limbah yang dihasilkan dari proses

koagulasi dan flokulasi

Excess activated sludge, yaitu limbah yang berasal dari

proses pengolahan dengn lumpur aktif sehingga banyak

mengandung padatan organik berupa lumpur dari hasil

proses tersebut

Digested sludge, yaitu limbah yang berasal dari

pengolahan biologi dengan digested aerobic maupun

anaerobic di mana padatan/lumpur yang dihasilkan cukup

stabil dan banyak mengandung padatan organik.

Limbah B3 dikarakterisasikan berdasarkan beberapa

parameter yaitu total solids residue (TSR), kandungan fixed residue

(FR), kandungan volatile solids (VR), kadar air (sludge moisture

content), volume padatan, serta karakter atau sifat B3 (toksisitas,

sifat korosif, sifat mudah terbakar, sifat mudah meledak, beracun,

serta sifat kimia dan kandungan senyawa kimia).

Contoh limbah B3 ialah logam berat seperti Al, Cr, Cd, Cu,

Fe, Pb, Mn, Hg, dan Zn serta zat kimia seperti pestisida, sianida,

sulfida, fenol dan sebagainya. Cd dihasilkan dari lumpur dan limbah

industri kimia tertentu sedangkan Hg dihasilkan dari industri klor-

alkali, industri cat, kegiatan pertambangan, industri kertas, serta

pembakaran bahan bakar fosil. Pb dihasilkan dari peleburan timah


156

hitam dan accu. Logam-logam berat pada umumnya bersifat racun

sekalipun dalam konsentrasi rendah. Daftar lengkap limbah B3

dapat dilihat di PP No. 85 Tahun 1999: Pengelolaan Limbah Bahan

Berbahaya dan Beracun (B3). Silakan klik link tersebut untuk daftar

lengkap yang juga mencakup peraturan resmi dari Pemerintah

Indonesia.

Limbah B3 harus ditangani dengan perlakuan khusus

mengingat bahaya dan resiko yang mungkin ditimbulkan apabila

limbah ini menyebar ke lingkungan. Hal tersebut termasuk proses

pengemasan, penyimpanan, dan pengangkutannya. Pengemasan

limbah B3 dilakukan sesuai dengan karakteristik limbah yang

bersangkutan. Namun secara umum dapat dikatakan bahwa

kemasan limbah B3 harus memiliki kondisi yang baik, bebas dari

karat dan kebocoran, serta harus dibuat dari bahan yang tidak

bereaksi dengan limbah yang disimpan di dalamnya. Untuk limbah

yang mudah meledak, kemasan harus dibuat rangkap di mana

kemasan bagian dalam harus dapat menahan agar zat tidak

bergerak dan mampu menahan kenaikan tekanan dari dalam atau

dari luar kemasan. Limbah yang bersifat self-reactive dan peroksida

organik juga memiliki persyaratan khusus dalam pengemasannya.

Pembantalan kemasan limbah jenis tersebut harus dibuat dari

bahan yang tidak mudah terbakar dan tidak mengalami penguraian

(dekomposisi) saat berhubungan dengan limbah. Jumlah yang

dikemas pun terbatas sebesar maksimum 50 kg per kemasan

sedangkan limbah yang memiliki aktivitas rendah biasanya dapat

dikemas hingga 400 kg per kemasan.

http://majarimagazine.com/wp-content/uploads/2008/01/pdf_1038452290.pdf

http://majarimagazine.com/wp-content/uploads/2008/01/pdf_1038452290.pdf


157

Limbah B3 yang diproduksi dari sebuah unit produksi dalam

sebuah pabrik harus disimpan dengan perlakuan khusus sebelum

akhirnya diolah di unit pengolahan limbah memiliki fasilitas itu dan

telah memiliki ijin secara resmi. Penyimpanan harus dilakukan

dengan sistem blok dan tiap blok terdiri atas 2×2 kemasan. Limbah-

limbah harus diletakkan dan harus dihindari adanya kontak antara

limbah yang tidak kompatibel. Bangunan penyimpan limbah dibuat

dengan lantai kedap air, tidak bergelombang, dan melandai ke arah

bak penampung cairan dengan kemiringan maksimal 1%. Bangunan

juga harus memiliki ventilasi yang baik, terlindung dari masuknya air

hujan, dibuat tanpa plafon, dan dilengkapi dengan sistem penangkal

petir. Limbah yang bersifat reaktif atau korosif memerlukan

bangunan penyimpan yang memiliki konstruksi dinding yang mudah

dilepas untuk memudahkan keadaan darurat dan dibuat dari bahan

konstruksi yang tahan api dan korosi.

Pengangkutan limbah B3, harus disesuaikan dengan

peraturan menteri perhubungan yang berlaku. Alat pengangkut,

kemasan limbah harus diperhatikan dan mengutamakan

keselamatan selama di perjalanan. Persyaratan yang harus dipenuhi

kemasan di antaranya ialah apabila terjadi kecelakaan dalam

kondisi pengangkutan yang normal, tidak terjadi kebocoran limbah

ke lingkungan. Selain itu, kemasan harus memiliki kualitas yang

cukup baik agar efektivitas kemasan tidak berkurang selama

pengangkutan. Limbah gas yang mudah terbakar harus dilengkapi

dengan head shields pada kemasannya sebagai pelindung dan

tambahan pelindung panas untuk mencegah kenaikan suhu yang


158

cepat. Dalam pengangkutan juga diperlukan adanya Material Safety

Data Sheets (MSDS) yang ada di setiap truk pengangkut.

Kegiatan produksi di PT. Kawasaki juga menghasilkan

limbah yang masuk dalam katagori limbah B3. Penanganan atau

pengolahan limbah padat atau lumpur B3 pada dasarnya dapat

dilaksanakan di dalam unit kegiatan industri (on-site treatment)

maupun oleh pihak ketiga (off-site treatment) di pusat pengolahan

limbah industri. Apabila pengolahan dilaksanakan secara on-site

treatment, perlu dipertimbangkan hal-hal berikut:

jenis dan karakteristik limbah padat yang harus diketahui

secara pasti agar teknologi pengolahan dapat ditentukan

dengan tepat; selain itu, antisipasi terhadap jenis limbah di

masa mendatang juga perlu dipertimbangkan

jumlah limbah yang dihasilkan harus cukup memadai

sehingga dapat menjustifikasi biaya yang akan dikeluarkan

dan perlu dipertimbangkan pula berapa jumlah limbah dalam

waktu mendatang (1 hingga 2 tahun ke depan)

pengolahan on-site memerlukan tenaga tetap (in-house

staff) yang menangani proses pengolahan sehingga perlu

dipertimbangkan manajemen sumber daya manusianya

peraturan yang berlaku dan antisipasi peraturan yang akan

dikeluarkan Pemerintah di masa mendatang agar teknologi

yang dipilih tetap dapat memenuhi standar.

Untuk menangani limbah B3 ini, PT. KMI bekerjasama

dengan PT. WMI yang telah mempunyai fasilitas terlengkap dalam

hal pengelolaan limbah B3 ini dan telah memiliki perijinan secara


159

lengkap. Namun sebelum limbah B3 ini diambil oleh PT. WMI, maka

limbah ini disimpan sementara di dalam gudang penyimpanan

limbah B3 sementara yang telah dibangun disamping lokasi WWTP

PT. KMI. Disaint tempat penampungan limbah B3 sementara milik

PT. KMI adalah sebagai berikut :


160

Gambar 4.76 : Lay Out Gudang Penyimpanan Sementara Limbah B3


161

Gambar 4.77 : Potongan Gudang Penyimpanan Limbah B3

Gambar 4.78 : Foto Gudang Penyimpanan Limbah B3.


162

Gambar 4.79 : Timbunan Limbah B3 di Dalam Gudang.

Kawasaki Motor Indonesia Green Industry Bab iiVV...

Documents

Transcript of Kawasaki Motor Indonesia Green Industry Bab iiVV...