Pengolahan Limbah Domestik secara Fisika

PENGOLAHAN AIR LIMBAH DOMESTIK SECARA FISIKA,
KIMIA, DAN BIOLOGI *)
Oleh :
Drs. Slamet Santoso SP., M.S **)
PENDAHULUAN
Masalah pencemaran lingkungan di kota besar telah menunjukkan gejala yang
cukup serius, khususnya masalah pencemaran air. Penyebab dari pencemaran tadi tidak
hanya berasal dari buangan industri, tetapi juga masyarakat itu sendiri, yakni akibat air
buangan rumah tangga yang jumlahnya makin hari makin besar sesuai dengan
perkembangan penduduk maupun perkembangan kota. Ditambah lagi
rendahnya
kesadaran sebagian masyarakat yang langsung membuang kotoran/tinja maupun sampah
ke sungai, menyebabkan proses pencemaran sungai-sungai yang ada bertambah cepat.
Menurut Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup RI Nomor 112 Tahun
2003 tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik antara lain dinyatakan bahwa air limbah
domestik adalah air limbah yang berasal dari usaha dan atau kegiatan permukiman (real
estate), rumah makan (restauran), perkantoran, perniagaan, apartemen dan asrama. Baku
mutu air limbah domestik adalah ukuran batas atau kadar unsur pencemar dan atau
jumlah unsur pencemar yang ditenggang keberadaannya dalam air limbah domestik yang
akan dibuang atau dilepas ke air permukaan. Pengolahan air limbah domestik terpadu
adalah sistem pengolahan air limbah yang dilakukan secara bersama-sama (kolektif)
sebelum dibuang ke air permukaan.
Dengan semakin besarnya laju perkembangan penduduk dan industrialisasi di
kota-kota besar pada umumnya, telah mengakibatkan terjadinya penurunan kualitas
lingkungan. Padatnya pemukiman dan kondisi sanitasi lingkungan yang buruk serta
buangan industri yang langsung di buang ke badan air tanpa proses pengolahan telah
menyebabkan pencemaran sungai-sungai yang ada di kota-kota tersebut, dan air tanah
dangkal di sebagian besar daerah di wilayah kota-kota tersebut.
bio.unsoed.ac.id
____________________________
*) Makalah disampaikan pada acara Penyuluhan kepada masyarakat Desa Kejawar
tanggal 9 Agustus 2014 di Posdaya Tunas bangsa Desa Kejawar, Kec. Banyumas
**) Dosen Tetap Fakultas Biologi Unsoed Purwokerto
2
Air limbah di kota-kota besar di Indinesia secara garis besar dapat dibagi menjadi
tiga yaitu air limbah industri dan air limbah domestik yakni yang berasal dari buangan
rumah tangga dan yang ketiga yakni air limbah dari perkantoran dan pertokoan
(daerah komersial). Saat ini pencemaran akibat limbah domestik telah menunjukkan
tingkat yang cukup serius. Selain itu sumber pencemaran yang potensial adalah air
limbah yang berasal dari kegiatan industri kecil menengah.
Untuk industri besar, masalah air limbah mungkin dapat diatasi oleh pihak
industri sendiri karena mempunyai modal yang cukup, tetapi untuk masalah limbah dari
industri kecil dan menengah yang jumlahnya sangat banyak sekali tersebut belum
tersentuh sama sekali. Sebagai contoh misalnya industri kecl tahu-tempe. Limbah
industri tahu/tempe ini dapat menimbulkan pencemaran yang cukup berat karena
mengandung polutan organik yang cukup tinggi.
Dari beberapa hasil penelitian,
konsentrasi COD (Chemical Oxygen Demand) di dalam air limbah tahu-tempe cukup
tinggi yakni berkisar antara 7.000 – 10.000 ppm, serta mempunyai keasaman yang
rendah yakni pH 4–5. Dengan kondisi seperti tersebut diatas, air limbah industri tahutempe merupakan salah satu sumber pencemaran lingkungan yang sangat potensial.
Saat ini pengelolaan air limbah industri tahu-tempe umumnya dilakukan dengan
cara membuat bak penampung air limbah sehingga terjadi proses anaerob. Dengan
adanya proses biologis anaerob tersebut maka kandungan polutan organik yang ada di
dalam air limbah dapat diturunkan. Tetapi dengan proses tersebut efisiensi pengolahan
hanya berkisar antara 50% - 70% saja. Dengan demikian jika konsentrasi COD dalam air
limbah 7000 ppm, maka kadar COD yang keluar masih cukup tinggi yakni sekitar 2.100
ppm, sehingga hal ini masih menjadi sumber pencemaran lingkungan.
Limbah rumah tangga juga berpotensi mencemari lingkungan, khususnya
lingkungan perairan. Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh Tim JICA (1990), jumlah
unit air limbah dari buangan rumah tangga di Jakarta rata-rata per orang per hari adalah
118 liter, dengan konsentrasi BOD rata-rata 236 mg/lt dan pada tahun 2010 nanti
diperkirakan akan meningkat menjadi 147 liter dengan konsentrasi BOD rata-rata 224
bio.unsoed.ac.id
mg/lt. Sedangkan jumlah air limbah secara keseluruhan 1.316.113 M3/hari yakni untuk
air buangan domestik 1.038.205 M3/hari, buangan perkantoran dan daerah komersial
448.933 M3/hari, dan buangan industri 105.437 M3/hari.
3
Di lain pihak fasilitas pengolahan limbah rumah tangga secara terpusat yang ada
masih sangat minim sekali, yakni hanya melayani 3% dari seluruh wilayah Jakarta.
Sebagai akibatnya, banyak sungai atau badan air di wilayah Jakarta yang tercemar berat
oleh air limbah rumah tangga, air limbah perkantoran maupun air limbah yang berasal
dari daerah komersial.
Oleh karena itu perlu dilakukan upaya untuk mengatasi masalah tersebut. Salah
satu alternatif untuk mengatasi masalah pencemaran oleh air limbah rumah tangga adalah
dengan cara mengolah air limbah rumah tangga tersebut secara individual (on site
treatment) sebelum dibuang ke saluran umum. Makalah ini membahas tentang hasil
rancang bangun dan pengujian pengolahan air limbah rumah tangga dengan sistem
“Kombinasi Biofilter Anaerob-Aerob”, untuk menghilangkan polutan organik yang
ada di dalam air limbah.
TUJUAN DAN MANFAAT
1. Tujuan
Memberikan pendalaman pengetahuan sekaligus meningkatkan kemampuan tentang
cara-cara pengelolaan dan pengolahan limbah cair domestik (rumah tangga) sehingga
limbah domestik yang dihasilkan rumah tangga tidak dibuang langsung ke
lingkungan tetapi dikelola terlebhi dahulu.
2. Manfaat
a. Meningkatkan kemampuan sumber daya manusia dalam mengelola limbah cair
domestik (rumah tangga)
b. Mengatasi pencemaran lingkungan yang disebabkan limbah cair domestik
(rumah tangga) sejak awal.
PENGARUH LIMBAH CAIR TERHADAP LINGKUNGAN
Komposisi limbah cair secara umum terdiri atas air (± 99,9%) dan padatan
(± 0,1%). Bahan padat yang terkandung dapat berupa senyawa kimia organik (protein,
bio.unsoed.ac.id
karbohidrat), ataupun senyawa kimia anorganik (garam dan logam) seperti terlihat pada
skema berikut.
4
Air Limbah
Air
Bahan Padat
Organik
Protein (65%)
Karbohidrat (25%)
Lemak (10%)
Anorganik
Butiran
Garam
Logam
Gambar 1. Skema Pengelompokan Bahan Yang Terkandung Di Dalam Air Limbah
Limbah cair yang dihasilkan dari limbah domestik dan oleh industri dapat
menimbulkan dampak negatif terhadap keseimbangan lingkungan apabila dibuang ke
suatu badan air penerima (sungai) tanpa diolah terlebih dahulu. Pengaruh limbah tersebut
terhadap badan air penerima tergantung pada jenis pencemar dan jumlah zat pencemar di
dalam limbah itu. Hubungan antara berbagai komponen dalam limbah cair dan pada
badan air penerima membuat efek yang kompleks dari suatu limbah. Sebagai contoh,
senyawa tembaga dan seng mengadakan hubungan yang sinergis. Toksisitas kedua
senyawa tersebut terhadap ikan lebih serius daripada apabila senyawa-senyawa hanya
terkandung sendiri.
Senyawa organik yang dapat menimbulkan masalah lingkungan adalah senyawa
asam dan basa. Selain itu juga senyawa sulfat, klorida, natrium, dan kalsium dalam
limbah dapat menambah kandungan padatan total badan air. Padatan anorganik yang
tersuspensi seperti kalsium karbonat (CaCO3) akan menambah kekeruhan sehingga
bio.unsoed.ac.id
menghambat aktivitas biologis pada badan air karena berkurangnya penetrasi cahaya.
Beberapa kontaminan penting dalam limbah dan pengaruhnya terhadap
lingkungan dapat dilihat pada tabel berikut.
5
Tabel 1. Kontaminan penting dalam suatu limbah.
Kontaminan
Sumber
Dampak terhadap lingkungan
Suspensi koloid
Domestik, industri erosi
tanah
Endapan lumpur dan kondisi
anaerobik dalam lingkungan air
Senyawa organik
biodegradasi
Domestik, dan limbah
industri
Degradasi biologis dalam air
penerima.
Patogen
Limbah domestik
Penyakit menyebabkan eritropikasi
Bahan makanan
Dometik dan limbah
industri
Senyawa organik
yang sukar terurai
Limbah industri
Masalah limbah dan bau, bisa beracun
atau karsinogenik.
Logam berat
Limbah industri,
pertambangan, dll.
Bahan, dapat terikat dalam
penggunaan ulang fluen
Padatan terlarut
anorganik
Domestik , dan limbah
industri.
Terikut dalam penggunaan ulang
efluen
Berdasarkan uraian tersebut, maka sebelum dibuang ke suatu badan air, limbah
cair harus diolah terlebih dahulu. Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi penyebaran
penyakit yang disebabkan oleh organisme patogen di dalam limbah, dan untuk
menghindari pencemaran badan air dan lingkungan disekitarnya.
TEKNOLOGI PENGOLAHAN AIR LIMBAH
Teknologi pengolahan limbah cair merupakan kunci dalam memelihara
kelestarian lingkungan. Apapun macam teknologi pengolahan limbah cair domestik
maupun industri yang dibangun harus dapat dioperasikan dan dipelihara masyarakat
setempat. Jadi teknologi yang dipilih harus sesuai dengan kemampuan teknologi
masyarakat yang bersangkutan.
bio.unsoed.ac.id
Tujuan pengolahan limbah cair adalah : 1) penghilangan bahan tersuspensi dan
terapung; 2) pengolahan senyawa organik yang terbiodegradasi; 3) penghilangan
mikroorganisme pathogen; 4) peningkatan pengertian terhadap efek jangka panjang yang
mungkin ditimbulkan oleh komponen-komponen tertentu dalam limbah yang dibuang ke
badan air; 5) pelestarian sumber daya alam; 6) pengembangan berbagai metode yang
6
sesuai untuk pengolah limbah; 7) peningkatan pengertian tentang dampak pembuang
limbah yang tidak diolah atau sebagian diolah terhadap lingkungan.
Berbagai teknik pengolahan limbah cair domestik untuk menyisihkan bahan
polutannya yang telah dicoba dan dikembangkan selama ini belum memberikan hasil
yang optimal. Teknik-teknik pengolahan air limbah yang telah dikembangkan tersebut
secara umum dibagi menjadi 3 meode pengolahan, yaitu : 1) pengolahan secara fisika; 2)
pengolahan secara kimia, dan 3) pengolahan secara biologi
Suatu jenis air limbah tertentu dapat menggunakan secara sendiri-sendiri metode
tersebut atau secara kombinasi. Di bawah ini beberapa contoh teknologi pengolah air
limbah yang dikembangkan oleh BPPT (1999), yaitu : 1) pengolahan air limbah rumah
tangga dengan sistem biofilter anaerob-aerob; 2) Pengolahan air limbah rumah sakit; 3)
pengolahan air limbah industri tahu-tempe; 4) pengolahan air limbah alaktroplating; 5)
pengolahan air limbah penyamakan kulit; 6) pengolahan air limbah industri pabrik kecap;
Contoh sistem Pengolahan Limbah Cair Pada Instalasi Pengolahan Limbah Cair
Rumah Tangga BTKL Yogykarta. Tahapan pengelolaan air limbah yang dikembangkan
oleh instansi tersebut dilakukan melalui 5 tahap pengolahan, yaitu :
1.
Pengolahan Pendahuluan (Pre Treatment)
a. Bar Screen (Saringan Sampah Kasar)
b. Grit Chamber (Bangunan penangkap Pasir)
2.
Pengolahan Pertama (Primary Treatment)
3.
Pengolahan Kedua (Secondary Treatment)
a. Trickling Filter
b. Kibak Filter
c. Kolam Stabilisasi
4.
Pengolahan Lumpur (Sludge Treatment)
5.
Penanganan Sampah Padat (Solid Waste Management)
1. Pengolahan Pendahuluan (pre Treatment)
Berupa pengolahan limbah cair dengan memisahkan material padat (seperti :
bio.unsoed.ac.id
plastik, sisa-sisa buangan padat/sampah) mengendapkan dan menangkap kerikil,
pasir (dengan diameter tertentu) serta memisahkan material pengganggu terapung
lainnya.
a. Bar Screen (saringan sampah kasar)
7
Berfungsi sebagai saringan (Screen) untuk menyaring material-material
kasar yang terbawa dalam aliran limbah, sehingga tidak mengganggu proses
pengolahan dan untuk menjaga kelancaran debit aliran. Bar Screen ini terbagi
atas 2 jenis, yaitu :
 Bar screen I dengan kisi-kisi horizontal, yaitu saringan berbentuk kincir
berjeruji, berdiameter ± 0,85 m, berputar searah aliran dan ditempatkan
sebelum bak pengamatan debit.
 Bar screen II dengan kisi-kisi vertikal, yaitu saringan berjeruji dengan jarak
jeruji ± 2,5 cm, diletakan sebelum bak penangkap pasir.
b. Grift Chamber (bangunan penangkap pasir)
Berfungsi sebagai tempat untuk memisahkan dan mengendapkan pasir
atau material sejenis secara gravitasi di dasar kolam. Pengangkatan endapan
pasir dari grift chamber dilakukan minimal sebulan sekali.
2. Pengolahan Pertama (Primary Treatment)
Limbah cair setelah melalui grift chamber mengalami proses pengendapan,
dimana partike-partikel zat padat tersuspensi yang terkandung dalam limbah cair
dengan bantuan gaya gravitasi mengendap di dasar kolam. Pada proses ini
diharapkan zat padat tersuspensi yang terkandung dalam limbah cair mengalami
proses pengendapan yang sempurna. Bangunan pengolahan pertama ini terdiri dari :
 Bak Pengendap Lumpur Bulat
 Bak Pengendap Lumpur Kerucut
 Bak Pengendap Lumpur Segi Panjang
Setelah beberapa saat endapan lumpur mencapai jumlah tertentu, secara berkala
endapan lumpur ini dialirkan ke bak penampung lumpur, siap dipompa ke tanki
digester.
3. Pengolahan Kedua (Secondary Treatment)
Limbah cair hasil pengolahan tahap pertama, diolah secara biologis pada
bio.unsoed.ac.id
pengolahan kedua yang terdiri dua bangunan pengolah, yaitu :
a. Trickling Filter
Limbah cair dialirkan ke unit trickling setelah tertampung dalam bak
pengisi (Siphon). Siphon ini selain berfungsi sebagai bangunan penampung, juga
8
berfungsi sebagai bak pengendap berlanjut, karena limbah cair yang keluar dari
unit pengolahan pertama masih membawa partikel padat pengganggu yang tidak
terendapkan.
Limbah cair dalam siphon, setelah mencapai volume tertentu masuk
dalam lubang pipa yang berputar (trickling) dan jatuh di intermitten
memungkinkan berlangsungnya proses biologis aerobik. Disini mikroorganisme
yang melapis di media filter merombak limbah cair secara aerobik
b. Kibak Filter
Pada prinsipnya, proses dan fungsi kibak ini sama halnya dengan trickling
filter, hanya perbedaannya terletak pada aliran limbah cair. Pada kibak ini aliran
cair diusahakan mengalir secara kontinyu, baik dalam hal debit maupun
kecepatannya.
Dari proses pengolahan kedua ini, hasil pengolahan dipompa kemudian
masuk lagi di miscot II sebagai media pengencer limbah cair, sebagian dialirkan
langsung ke sungai.
c. Kolam Stabilisasi
Untuk menurunkan kandungan bahan organik yang masuk unit kolam
stabilisasi, limbah cair secara biologis diolah dengan bantuan bakteri dan algae
yang bersimbiosis. Tercatat mulai tanggal 27 April 1998, unit stabilisasi diberi
tanaman sejenis gulma berupa eceng gondok di sebagian kecil sudut kolam
stabilisasi.
4. Pengolahan Lumpur (sludge handling)
Sludge Digester berfungsi menguraikan zat organik dalam lumpur endapan
menjadi zat organik yang stabil dengan kadar air yang rendah sehingga dapat
mempercepat proses pengeringan di sludge drying bed. Zat organik akan diuraikan
oleh mikroorganisme dan akan menghasilkan gas seperti metana, sulfida dan CO 2.
Proses ini berlangsung secara anaerobik, sehingga sludge drying bed harus tertutup
rapat.
bio.unsoed.ac.id
Sludge drying bed berfungsi untuk mengeringkan lumpur yang sudah netral
dari unit sludge digester. Proses pengeringan ini berjalan dengan penguapan dan
peresapan di udara terbuka.
9
5. Penanganan Sampah Padat (Solid Waste Management)
Dari setiap unit pengolahan selalu dijumpai sampah padat (solid waste).
KESIMPULAN
Berdasarkan paparan di atas, maka dapat disimpulkan bahwa dalam kehidupan
sehari-hari kita semua senantiasa dihadapkan dengan masalah-masalah, besar dan kecil,
penting dan tidak penting, rumit dan sederhana, hampir dalam setiap hari. Keterampilan
untuk memecahkan masalah dan membuat keputusan tersebut bervariasi antara orang
yang satu dengan yang lainnya.
Enam tahap dalam pemecahan masalah adalah : 1) identifikasi masalah; 2)
mengumpulkan informasi untuk menganalisis masalah; 3) mengembangkan alternative
pemecahan masalah; 4) evaluasi konsekuensi; 5) identifikasi faktor yang berpengaruh;
dan 6) pengambilan keputusan.
Ada dua dimensi dari gaya pemecahan masalah, yaitu timing dan analisis.
Timing berkaitan dengan kapan saudara memutuskan untuk menghadapi
dan
memecahkan masalah. Analisis masalah berkaitan dengan jumlah waktu, tenaga, dan
pikiran yang dicurahkan untuk memecahkan masalahnya.
DAFTAR PUSTAKA
BPPT. 1999. BPPT Perkenalkan Pengolahan Air Limbah Melalui Pengendapan Kimia.
http://www.bppt.go.id/index.php?option=com_content&task=view&id=1636&Item
id=30
Fakhrizal.
2004.
Mewasdai
Bahaya
Limbah
Domestik
di
Kali
Mas.
http://ecoton.terranet.or.id/tulisanlengkap.php?id=1566
MENEGLH-RI. 2003. Peraturan Menteri Negera Lingkungan Nomor 112 Tahun 2003
tentang Baku Mutu Air Limbah Domestik. Kantor Menteri Negara Lingkungan
Hidup RI, Jakarta.
Srikandi Fardiaz. 1992. Polusi Air dan Udara. Cetakan Pertama. Penerbit Kanisius,
Yogyakarta.
bio.unsoed.ac.id
Sugiarto, Anto Tri. 2005. Teknologi Bersih Pengolahan Air Limbah. Pusat Penelitian
KIM-LIPI, Kompleks Puspitek Serpong, Tangerang.
Sugiharto. 1987. Dasar-dasar Pengolahan Air Limbah. Penerbit Universitas Indonesia,
Jakarta.