Pengelolaan limbah padat, gas dan cair

Pengelolaan limbah padat, gas dan cair

A.      LIMBAH

   Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik(rumah tangga), yang lebih dikenal sebagai sampah, yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomis. Bila ditinjau secara kimiawi, limbah ini terdiri dari bahan kimia Senyawa organik dan Senyawa anorganik. Dengan konsentrasi dan kuantitas tertentu, kehadiran limbah dapat berdampak negatif terhadap lingkungan terutama bagi kesehatan manusia, sehingga perlu dilakukan penanganan terhadap limbah. Tingkat bahaya keracunan yang ditimbulkan oleh limbah tergantung pada jenis dan karakteristik limbah.

1.       Karakteristik limbah:

1.                  Berukuran mikro

2.                  Dinamis

3.                  Berdampak luas (penyebarannya)

4.                  Berdampak jangka panjang (antar generasi)

2.       Faktor yang mempengaruhi kualitas limbah adalah:

1.                    Volume limbah

2.                    Kandungan bahan pencemar

3.                    Frekuensi pembuangan limbah

Berdasarkan karakteristiknya, limbah industri dapat digolongkan menjadi 4 bagian:

1. Limbah cair
2. Limbah padat
3. Limbah gas dan partikel

Untuk mengatasi limbah ini diperlukan pengolahan dan penanganan limbah. Pada dasarnya pengolahan limbah ini dapat dibedakan menjadi:

1. pengolahan menurut tingkatan perlakuan
2. pengolahan menurut karakteristik limbah

BAB II

PENGELOLAHAN LIMBAH PADAT

1.                   PENIMBUNAN LIMBAH

A.     Tujuan penimbunan limbah

Tujuan pembuatan penimbunan limbah ialah menstabilkan limbah padat dan membuatnya menjadi bersih melalui penyimpanan limbah secara benar dan penggunaan fungsi metabolis alami yang benar.

B.      Klasifikasi struktur penimbunan limbah

Lokasi penimbunan limbah digolongkan ke dalam 5 jenis menurut struktur sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 1 dan Gambar 1. Dari segi mutu lindi dan gas yang ditimbulkan dari lokasi penimbunan limbah, baik metode penimbunan limbah semi-aerobik maupun aerobik yang dikehendaki.

Tabel 1. Klasifikasi Struktur Penimbunan limbah
Penimbunan limbah anaerobik	Limbah padat harus ditimbun kedalam galian di area tanah datar atau lembah. Limbah berisi air dan dalam keadaan anaerobik.
Penimbunan limbah saniter anaerobik	Penimbunan limbah anaerobik dengan penutup berbentuk "sandwich". Kondisi limbah padat sama dengan penimbunan limbah anaerobik.
Penimbunan limbah saniter anaerobik yang telah disempurnakan (penimbunan limbah saniter yang telah disempurnakan)	Memiliki sistem penampungan lindi di dasar lokasi penimbunan limbah. Sedangkan yang lainnya sama seperti penimbunan limbah saniter anaerobik. Kondisinya tetap anaerobik dan kadar air jauh lebih sedikit dibandingkan dengan penimbunan limbah saniter anaerobik.
Penimbunan limbah semi-aerobik	Saluran penampungan lindi lebih besar dari pada saluran penimbunan limbah saniter yang telah disempurnakan. Lubang saluran dikelilingi udara dan salurannya ditutupi batu yang telah dihancurkan kecil-kecil. Kadar air pada limbah padat kecil. Oksigen disediakan bagi limbah padat dari saluran penampungan lindi
Penimbunan limbah aerobik	Di samping saluran penampungan lindi, pipa persediaan udara dipasang dan udara didorong agar memasuki limbah padat sehingga kondisinya menjadi lebih aerobik dibandingkan dengan penimbunan limbah semi-aerobik.

                       

B.      PENCEGAHAN POLUSI SKUNDER

1.       Keadaan sekarang dan masa depan lokasi penimbunan limbah

Umumnya orang tidak menghendaki lokasi penimbunan limbah dibuat dekat dengan tempat tinggal mereka karena hal ini dapat menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan hidup dan warga setempat. Dampak negatif demikian disebut "polusi sekunder" mengingat tujuan utama lokasi penimbunan limbah ialah menghindari polusi lingkungan hidup di daerah kota dengan membawa limbah dari daerah kota, dan menampungnya di lokasi penimbunan limbah yang baik. Meskipun demikian, lokasi penimbunan limbah merupakan fasilitas umum yang sangat diperlukan bagi setiap kota modern di dunia. Oleh karena itu, setiap kota perlu merencanakan dan merancang lokasi penimbunan limbah dengan cara yang dapat diterima oleh masyarakat . Guna membuat lokasi penimbunan limbah yang dapat diterima masyarakat setempat, polusi sekunder dan dampak buruk yang ditimbulkannya perlu diperkecil. Perlu juga untuk dirumuskan rencana pemakaian lokasi paska-penutupan dengan mempertimbangkan pendapat masyarakat setempat.

2.       Polusi sekunder yang ditimbulkan dari lokasi penimbunan limbah

(a) Pencemaran air

Lindi yang ditimbulkan dari lokasi penimbunan limbah, jika tidak diolah akan, mencemarkan sungai, laut dan air tanah.

(b) Pembentukan gas

Gas utama yang ditimbulkan dari lokasi penimbunan limbah adalah metan, amonium, hidrogen sulfida, dan karbon dioksida.

(c) Bau tak sedap

Ada dua jenis bau tak enak yang ditimbulkan dari lokasi penimbunan limbah. Pertama adalah bau yang ditimbulkan dari limbahnya sendiri, yang lainnya adalah gas yang ditimbulkan melalui dekomposisi limbah.

(d) Hama dan vektor

Limbah dapur cenderung menjadi sarang lalat, dan menarik tikus dan burung gagak.

(e) Kebisingan dan getaran

Kendaraan angkutan limbah yang masuk dan peralatan penimbunan limbah dapat menjadi sumber kebisingan dan getaran.

(f) Kebakaran

Kebakaran dapat terjadi secara spontan akibat pembentukan gas metan atau pemakaian bahan kimia. Kebakaran juga dapat disebabkan oleh para pemulung atau orang lain.

3.       Pencegahan polusi sekunder dengan menggunakan tanah penutup

Jika kita ingin mencegah polusi sekunder dengan sempurna dengan mendirikan fasilitas pengolahan air limbah, misalnya, sejumlah besar uang dan teknologi tinggi diperlukan. Penggunaan tanah penutup, meskipun tidak sempurna dalam pencegahan polusi sekunder, dianjurkan karena cara ini ekonomis dan efektif.

Bahan penutup seperti tanah harus digunakan untuk menutup limbah padat dengan cepat setelah diturunkan. Setelah penurunan limbah terakhir setiap hari, tanah penutup limbah harus dikumpulkan pada lerengan lapisan limbah yang harus diatur setiap hari. Aplikasi tanah penutup sebagaimana mestinya akan cukup banyak mengurangi polusi sekunder.

4.       Efektifitas metode tanah penutup

Penggunaan tanah penutup, akan memberi manfaat dan pengaruh sebagai berikut:

(a) Pencegahan terjadinya penyebaran sampah
(b) Pencegahan terjadinya bau tak sedap
(c) Menyingkirkan hama dan vektor
(d) Pencegahan kebakaran serta penyebarannya
(e) Penyempurnaan lansekap
(f) Pengurangan pembentukan lindi

Sebagaimana disebutkan di atas, aplikasi tanah penutup sangat efektif dalam pencegahan polusi lingkungan hidup.
Bahan tanah penutup tidak perlu yang harus dibeli. Limbah tanah, limbah pembongkaran, atau limbah lama dapat digunakan sebagai tanah penutup.

5.       Pengelolaan dan Kegiatan Lokasi Penimbunan limbah

Hal yang penting diperhatikan ialah memelihara lokasi penimbunan limbah agar tetap bersih dan sehat, dan memperbesar kapasitas lokasi penimbunan limbah dengan operasi yang baik.

Aktivitas pengelolaan dan operasi lokasi meliputi hal-hal berikut:

(a) Analisa limbah

Periksa semua jenis limbah yang masuk. Jangan menerima limbah berbahaya jenis apapun. Buat catatan limbah yang masuk mengenai jenis dan banyaknya.

(b) Penimbunan limbah saniter

Membuat rencana kegiatan lokasi penimbunan limbah dimuka, dan ikuti rencana ini. "Merencanakan sebelum Operasi" sungguh penting bagi sanitasi lokasi penimbunan limbah.

(c) Upaya pelestarian lingkungan hidup

Memantau linindi dan gas secara reguler, dan kontrol vektor.

(d) Catatan Penimbunan limbah

Ukur dan buat catatan ketinggian lokasi penimbunan secara rutin, yang dapat berguna untuk memperkirakan kapasitas lokasi penimbunan yang masih ada. Sediakan semua bahan yang diperlukan.

(e) Pengelolaan lokasi paska-penimbunan limbah

Bahkan setelah penyelesaian pembuatan lokasi penimbunan limbah, perlu dilanjutkan dengan pemantauan penurunan tanah dan polusi lingkungan hidup yang diakibatkan oleh lindi.

6.       Rencana Pemanfaatan Lokasi Paska-Penimbunan limbah

Kegiatan penimbunan limbah dapat dipertimbangkan sebagai langkah pembentukan tanah. Kegiatan penimbunan limbah harus dirancang sedemikian rupa sehingga mempercepat penggunaan kembali lokasi paska-penutupan, dan mempermudah pengelolaan lokasi paska-penutupan sebelum digunakan kembali. Karena pembuangan secara terbuka akan menciptakan tanah lempung, dan memerlukan waktu lebih lama sebelum pembentukan gas metan dan bau tak sedap hilang, metode pembuangan terbuka memerlukan waktu yang lama sebelum pemakaian kembali dimungkinkan, dan karenanya kegiatan ini tidak dianjurkan.
Berbagai faktor yang mempengaruhi permulaan penggunaan kembali penimbunan limbah paska-penutupan meliputi 1) kecepatan penurunan tanah, 2) mutu lindi, 3) mutu dan kadar gas, dan 4) suhu endapan limbah di lokasi penimbunan limbah paska-penutupan.
Adalah sangat penting untuk menggunakan rencana penggunaan lokasi paska-penutupan ke dalam rancangan dan kegiatan lokasi penimbunan limbah. 

BAB III

PENGLOLAHAN LIMBAH GAS

Industri selalu dikaitkan sebagai sumber pencemar karena aktivitas industri merupakan kegiatan yang sangat tampak dalam pembebasan berbagai senyawa kimia ke lingkungan. Teman-teman sering melihat asap tebal membubung keluar dari cerobong pabrik? Ya, asap tebal tersebut merupakan limbah gas yang dikeluarkan pabrik ke lingkungan. Bagaimanakah teknologi pengolahan limbah gas tersebut sebelum akhirnya dibuang ke lingkungan bebas?

Sebagian jenis gas dapat dipandang sebagai pencemar udara terutama apabila konsentrasi gas tersebut melebihi tingkat konsentrasi normal dan dapat berasal dari sumber alami (seperti gunung api) serta juga gas yang berasal dari kegiatan manusia (anthropogenic sources). Senyawa pencemar udara itu sendiri digolongkan menjadi (a) senyawa pencemar primer, dan (b) senyawa pencemar sekunder. Senyawa pencemar primer adalah senyawa pencemar yang langsung dibebaskan dari sumber sedangkan senyawa pencemar sekunder ialah senyawa pencemar yang baru terbentuk akibat antar-aksi dua atau lebih senyawa primer selama berada di atmosfer. Dari sekian banyak senyawa pencemar yang ada, lima senyawa yang paling sering dikaitkan dengan pencemaran udara ialah: karbonmonoksida (CO), oksida nitrogen (NOx), oksida sulfur (SOx), hidrokarbon (HC), dan partikulat (debu).

Definisi dari pencemaran udara itu sendiri ialah peristiwa pemasukan dan/atau penambahan senyawa, bahan, atau energi ke dalam lingkungan udara akibar kegiatan alam dan manusia sehingga temperatur dan karakteristik udara tidak sesuai lagi untuk tujuan pemanfaatan yang paling baik. Atau dengan singkat dapat dikatakan bahwa nilai lingkungan udara tersebut telah menurun.

Pencemaran udara yang disebabkan oleh aktivitas manusia dapat ditimbulkan dari 6 (enam) sumber utama, yaitu:

1. pengangkutan dan transportasi
2. kegiatan rumah tangga
3. pembangkitan daya yang menggunakan bahan bakar fosil
4. pembakaran sampah
5. pembakaran sisa pertanian dan kebakaran hutan
6. pembakaran bahan bakar dan emisi proses

Suatu penelitian dari Ross [1972] menyatakan bahwa pengangkutan merupakan sumber yang memberikan iuran terbesar dalam emisi pencemar per tahun dan hal ini terus meningkat karena adanya penambahan kendaraan dalam lalu lintas di jalan raya pada lima tahun terakhir. Di Amerika Serikat, industri memberikan bagian yang relatif kecil pada pencemaran atmosferik jika dibandingkan dengan pengangkutan. Namun, karena kegiatan industri merupakan aktivitas yang mudah diamati dan merupakan golongan sumber pencemaran titik (point source of pollution), masyarakat pada umumnya lebih menganggap industri sebagai sumber utama polutan yang menyebabkan udara tercemar. Belum lagi dengan limbah padat dan limbah cair industri yang semakin memperparah image negatif industri di masyarakat.

A.      PENGENDALIAN PENCEMARAN

Pengendalian pencemaran akan membawa dampak positif bagi lingkungan karena hal tersebut akan menyebabkan kesehatan masyarakat yang lebih baik, kenyamanan hidup lingkungan sekitar yang lebih tinggi, resiko yang lebih rendah, kerusakan materi yang rendah, dan yang paling penting ialah kerusakan lingkungan yang rendah. Faktor utama yang harus diperhatikan dalam pengendalian pencemaran ialah karakteristik dari pencemar dan hal tersebut bergantung pada jenis dan konsentrasi senyawa yang dibebaskan ke lingkungan, kondisi geografik sumber pencemar, dan kondisi meteorologis lingkungan.

Pengendalian pencemaran udara dapat dilakukan dengan dua cara yaitu pengendalian pada sumber pencemar dan pengenceran limbah gas. Pengendalian pada sumber pencemar merupakan metode yang lebih efektif karena hal tersebut dapat mengurangi keseluruhan limbah gas yang akan diproses dan yang pada akhirnya dibuang ke lingkungan. Di dalam sebuah pabrik kimia, pengendalian pencemaran udara terdiri dari dua bagian yaitu penanggulangan emisi debu dan penanggulangan emisi senyawa pencemar.

Alat-alat pemisah debu bertujuan untuk memisahkan debu dari alirah gas buang. Debu dapat ditemui dalam berbagai ukuran, bentuk, komposisi kimia, densitas, daya kohesi, dan sifat higroskopik yang berbeda. Maka dari itu, pemilihan alat pemisah debu yang tepat berkaitan dengan tujuan akhir pengolahan dan juga aspek ekonomis. Secara umum alat pemisah debu dapat diklasifikasikan menurut prinsip kerjanya:

         Pemisah Brown

Alat pemisah debu yang bekerja dengan prinsip ini menerapkan prinsip gerak partikel menurut Brown. Alat ini dapat memisahkan debu dengan rentang ukuran 0,01 – 0,05 mikron. Alat yang dipatenkan dibentuk oleh susunan filamen gelas denga jarak antar filamen yang lebih kecil dari lintasan bebas rata-rata partikel.

         Penapisan

Deretan penapis atau filter bag akan dapat menghilangkan debu hingga 0,1 mikron. Susunan penapis ini dapat digunakan untuk gas buang yang mengandung minyak atau debu higroskop

Electrostatic Precipitator

         Pengendap elektrostatik

Alat ini mengalirkan tegangan yang tinggi dan dikenakan pada aliran gas yang berkecepatan rendah. Debu yang telah menempel dapat dihilangkan secara beraturan dengan cara getaran. Keuntungan yang diperoleh dari penggunaan pengendap elektrostatik ini ialah didapatkannya debu yang kering dengan ukuran rentang 0,2 – 0,5 mikron. Secara teoritik seharusnya partikel yang terkumpulkan tidak memiliki batas minimum.

         Pengumpul sentrifugal

Pemisahan debu dari aliran gas didasarkan pada gaya sentrifugal yang dibangkitkan oleh bentuk saluran masuk alat. Gaya ini melemparkan partikel ke dinding dan gas berputar (vortex) sehingga debu akan menempel di dinding serta terkumpul pada dasar alat. Alat yang menggunakan prinsip ini digunakan untuk pemisahan partikel dengan rentang ukuran diameter hingga 10 mikron lebih.

         Pemisah inersia

Pemisah ini bekerja atas gaya inersia yang dimiliki oleh partikel dalam aliran gas. Pemisah ini menggunakan susunan penyekat sehingga partikel akan bertumbukan dengan penyekat dan akan dipisahkan dari aliran fasa gas. Alat yang bekerja berdasarkan prinsip inersia ini bekerja dengan baik untuk partikel yang berukuran hingga 5 mikron.

         Pengendapan dengan gravitasi

Alat yang bekerja dengan prinsip ini memanfaatkan perbedaan gaya gravitasi dan kecepatan yang dialami oleh partikel. Alat ini akan bekerja dengan baik untuk partikel dengan ukuran yang lebih besar dari 40 mikron dan tidak digunakan sebagi pemisah debu tingkat akhir.

Di industri, terdapat juga beberapa alat yang dapat memisahkan debu dan gas secara bersamaan (simultan). Alat-alat tersebut memanfaatkan sifat-sifat fisik debu sekaligus sifat gas yang dapat terlarut dalam cairan. Beberapa metoda umum yang dapat digunakan untuk pemisahan secara simultan ialah:

Irrigated Cyclone Scrubber

• Menara percik

Prinsip kerja menara percik ialah mengkontakkan aliran gas yang berkecepatan rendah dengan aliran air yang bertekanan tinggi dalam bentuk butiran. Alat ini merupakan alat yang relatif sederhana dengan kemampuan penghilangan sedang (moderate). Menara percik mampu mengurangi kandungan debu dengan rentang ukuran diameter 10-20 mikron dan gas yang larut dalam air.

• Siklon basah

Modifikasi dari siklon ini dapat menangani gas yang berputar lewat percikan air. Butiran air yang mendandung partikel dan gas yang terlarut akan dipisahkan dengan aliran gas utama atas dasar gaya sentrifugal. Slurry dikumpulkan di bagian bawah siklon. Siklon jenis ini lebih baik daripada menara percik. Rentang ukuran debu yang dapat dipisahkan ialah antara 3 – 5 mikron.

• Pemisah venture

Metode pemisahan venturi didasarkan atas kecepatan gas yang tinggi pada bagian yang disempitkan dan kemudan gas akan bersentuhan dengan butir air yang dimasukkan di daerah sempit tersebut. Alat ini dapat memisahakan partikel hingga ukuran 0,1 mikron dan gas yang larut di dalam air.

      Tumbukan orifice plate

Alat ini disusun oleh piringan yang berlubang dan gas yang lewat orifis ini membentur lapisan air hingga membentuk percikan air. Percikan ini akan bertumbukkan dengan penyekat dan air akan menyerap gas serta mengikat debu. Ukuran partikel paling kecil yang dapat diserap ialah 1 mikron.

      Menara dengan packing

Prinsip penyerapan gas dilakukan dengan cara mengkontakkan cairan dan gas di antara packing. Aliran gas dan cairan dapat mengalir secara co-current, counter-current, ataupun cross-current. Ukuran debu yang dapat diserap ialah debu yang berdiameter lebih dari 10 mikron.

      Pencuci dengan pengintian

Prinsip yang diterapkan adalah pertumbuhan inti dengan kondensasi dan partikel yang dapat ditangani ialah partikel yang berdiameter hingga 0,01 mikron serta dikumpulkan pada permnukaan filamen.

      Pembentur turbulen

Pembentur turben pada dasarnya ialah penyerapan partikel dengan cara mengalirkan aliran gas lewat cairan yang berisi bola-bola pejal. Partikel dapat dipisahan dari aliran gas karena bertumbukkan dengan bola-bola tersebut. Efisiensi penyerapan gas bergantung pada jumlah tahap yang digunakan.

B.      PEMILIHAN TEKNOLOGI

Teknologi pengendalian harus dikaji secara seksama agar penggunaan alat tidak berlebihan dan kinerja yang diajukan oleh pembuat alat dapat dicapai dan memenuhi persyaratan perlindungan lingkungan. Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan teknologi pengendalian dan rancangan sistemnya ialah:

1.                   watak gas buang atau efluen

2.                   tingkat pengurangan limbah yang dibutuhkan

3.                   teknologi komponen alat pengendalian pencemaran

4.                   kemungkinan perolehan senyawa pencemar yang bernilai ekonomi

Industri-industri di Indonesia terutama industri milik negara telah menerapakan sistem pengendalian pencemaran udara dan sistem ini terutama dikaitkan dengan proses produksi serta penanggulangan pencemaran debu.

Nah, kembali ke permasalahan yang mendasar:
“Mengapa limbah gas begitu penting untuk diolah dan dikendalikan?”
Hujan asam, penipisan lapisan ozon, photochemical smog, dan global warming. Does any of those ring you a bell??

Referensi: Pengelolaan Limbah Industri – Prof. Tjandra Setiadi, Wikipedia

BAB IV

PENGELOLAAN LIMBAH B3

by Wahyu Hidayat on 02/01/08 at 6:43 pm | 77 Comments | Print article | Email article

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:

• 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 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.
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

A.      TEKNOLOGI PENGOLAHAN

Terdapat banyak metode pengolahan limbah B3 di industri, tiga metode yang paling populer di antaranya ialah chemical conditioning, solidification/Stabilization, dan incineration.

1. Chemical Conditioning
   Salah satu teknologi pengolahan limbah B3 ialah chemical conditioning. TUjuan utama dari chemical conditioning ialah:

o    menstabilkan senyawa-senyawa organik yang terkandung di dalam lumpur

o    mereduksi volume dengan mengurangi kandungan air dalam lumpur

o    mendestruksi organisme patogen

o    memanfaatkan hasil samping proses chemical conditioning yang masih memiliki nilai ekonomi seperti gas methane yang dihasilkan pada proses digestion

o    mengkondisikan agar lumpur yang dilepas ke lingkungan dalam keadaan aman dan dapat diterima lingkungan

Chemical conditioning terdiri dari beberapa tahapan sebagai berikut:

a)      Concentration thickening
Tahapan ini bertujuan untuk mengurangi volume lumpur yang akan diolah dengan cara meningkatkan kandungan padatan. Alat yang umumnya digunakan pada tahapan ini ialah gravity thickener dan solid bowl centrifuge. Tahapan ini pada dasarnya merupakan tahapan awal sebelum limbah dikurangi kadar airnya pada tahapan de-watering selanjutnya. Walaupun tidak sepopuler gravity thickener dan centrifuge, beberapa unit pengolahan limbah menggunakan proses flotation pada tahapan awal ini.

b)      Treatment, stabilization, and conditioning
Tahapan kedua ini bertujuan untuk menstabilkan senyawa organik dan menghancurkan patogen. Proses stabilisasi dapat dilakukan melalui proses pengkondisian secara kimia, fisika, dan biologi. Pengkondisian secara kimia berlangsung dengan adanya proses pembentukan ikatan bahan-bahan kimia dengan partikel koloid. Pengkondisian secara fisika berlangsung dengan jalan memisahkan bahan-bahan kimia dan koloid dengan cara pencucian dan destruksi. Pengkondisian secara biologi berlangsung dengan adanya proses destruksi dengan bantuan enzim dan reaksi oksidasi. Proses-proses yang terlibat pada tahapan ini ialah lagooning, anaerobic digestion, aerobic digestion, heat treatment, polyelectrolite flocculation, chemical conditioning, dan elutriation.

c)       De-watering and drying
De-watering and drying bertujuan untuk menghilangkan atau mengurangi kandungan air dan sekaligus mengurangi volume lumpur. Proses yang terlibat pada tahapan ini umumnya ialah pengeringan dan filtrasi. Alat yang biasa digunakan adalah drying bed, filter press, centrifuge, vacuum filter, dan belt press.

d)      Disposal
Disposal ialah proses pembuangan akhir limbah B3. Beberapa proses yang terjadi sebelum limbah B3 dibuang ialah pyrolysis, wet air oxidation, dan composting. Tempat pembuangan akhir limbah B3 umumnya ialah sanitary landfill, crop land, atau injection well.

2.       Solidification/Stabilization
Di samping chemical conditiong, teknologi solidification/stabilization juga dapat diterapkan untuk mengolah limbah B3. Secara umum stabilisasi dapat didefinisikan sebagai proses pencapuran limbah dengan bahan tambahan (aditif) dengan tujuan menurunkan laju migrasi bahan pencemar dari limbah serta untuk mengurangi toksisitas limbah tersebut. Sedangkan solidifikasi didefinisikan sebagai proses pemadatan suatu bahan berbahaya dengan penambahan aditif. Kedua proses tersebut seringkali terkait sehingga sering dianggap mempunyai arti yang sama. Proses solidifikasi/stabilisasi berdasarkan mekanismenya dapat dibagi menjadi 6 golongan, yaitu:

a.       Macroencapsulation, yaitu proses dimana bahan berbahaya dalam limbah dibungkus dalam matriks struktur yang besar

b.      Microencapsulation, yaitu proses yang mirip macroencapsulation tetapi bahan pencemar terbungkus secara fisik dalam struktur kristal pada tingkat mikroskopik

c.       Precipitation

d.      Adsorpsi, yaitu proses dimana bahan pencemar diikat secara elektrokimia pada bahan pemadat melalui mekanisme adsorpsi.

e.      Absorbsi, yaitu proses solidifikasi bahan pencemar dengan menyerapkannya ke bahan padat

f.        Detoxification, yaitu proses mengubah suatu senyawa beracun menjadi senyawa lain yang tingkat toksisitasnya lebih rendah atau bahkan hilang sama sekali

Teknologi solidikasi/stabilisasi umumnya menggunakan semen, kapur (CaOH2), dan bahan termoplastik. Metoda yang diterapkan di lapangan ialah metoda in-drum mixing, in-situ mixing, dan plant mixing. Peraturan mengenai solidifikasi/stabilitasi diatur oleh BAPEDAL berdasarkan Kep-03/BAPEDAL/09/1995 dan Kep-04/BAPEDAL/09/1995.

3.       Incineration
Teknologi pembakaran (incineration ) adalah alternatif yang menarik dalam teknologi pengolahan limbah. Insinerasi mengurangi volume dan massa limbah hingga sekitar 90% (volume) dan 75% (berat). Teknologi ini sebenarnya bukan solusi final dari sistem pengolahan limbah padat karena pada dasarnya hanya memindahkan limbah dari bentuk padat yang kasat mata ke bentuk gas yang tidak kasat mata. Proses insinerasi menghasilkan energi dalam bentuk panas. Namun, insinerasi memiliki beberapa kelebihan di mana sebagian besar dari komponen limbah B3 dapat dihancurkan dan limbah berkurang dengan cepat. Selain itu, insinerasi memerlukan lahan yang relatif kecil.

Aspek penting dalam sistem insinerasi adalah nilai kandungan energi (heating value) limbah. Selain menentukan kemampuan dalam mempertahankan berlangsungnya proses pembakaran, heating value juga menentukan banyaknya energi yang dapat diperoleh dari sistem insinerasi. Jenis insinerator yang paling umum diterapkan untuk membakar limbah padat B3 ialah rotary kiln, multiple hearth, fluidized bed, open pit, single chamber, multiple chamber, aqueous waste injection, dan starved air unit. Dari semua jenis insinerator tersebut, rotary kiln mempunyai kelebihan karena alat tersebut dapat mengolah limbah padat, cair, dan gas secara simultan.

B.      PENANGANAN LIMBAH B3

Hazardous Material Container

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.

Limbah B3 yang diproduksi dari sebuah unit produksi dalam sebuah pabrik harus disimpan dengan perlakuan khusus sebelum akhirnya diolah di unit pengolahan limbah. 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 harus dibuat dengan lantai kedap air, tidak bergelombang, dan melandai ke arah bak penampung 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.

Mengenai pengangkutan limbah B3, Pemerintah Indonesia belum memiliki peraturan pengangkutan limbah B3 hingga tahun 2002. Namun, kita dapat merujuk peraturan pengangkutan yang diterapkan di Amerika Serikat. Peraturan tersebut terkait dengan hal pemberian label, analisa karakter limbah, pengemasan khusus, dan sebagainya. Persyaratan yang harus dipenuhi kemasan di antaranya ialah apabila terjadi kecelakaan dalam kondisi pengangkutan yang normal, tidak terjadi kebocoran limbah ke lingkungan dalam jumlah yang berarti. Selain itu, kemasan harus memiliki kualitas yang cukup agar efektivitas kemasan tidak berkurang selama pengangkutan. Limbah gas yang mudah terbagak harus dilengkapi dengan head shields pada kemasannya sebagai pelindung dan tambahan pelindung panas untuk mencegah kenaikan suhu yang cepat. Di Amerika juga diperlakukan rute pengangkutan khusus selain juga adanya kewajiban kelengkapan Material Safety Data Sheets (MSDS) yang ada di setiap truk dan di dinas pemadam kebarakan.

Secured Landfill. Faktor hidrogeologi, geologi lingkungan, topografi, dan faktor-faktor lainnya harus diperhatikan agar secured landfill tidak merusak lingkungan. Pemantauan pasca-operasi harus terus dilakukan untuk menjamin bahwa badan air tidak terkontaminasi oleh limbah B3.

C.      PEMBUANGAN LIMBAH B3 (Disposal)

Sebagian dari limbah B3 yang telah diolah atau tidak dapat diolah dengan teknologi yang tersedia harus berakhir pada pembuangan (disposal). Tempat pembuangan akhir yang banyak digunakan untuk limbah B3 ialah landfill (lahan urug) dan disposal well (sumur pembuangan). Di Indonesia, peraturan secara rinci mengenai pembangunan lahan urug telah diatur oleh Badan Pengendalian Dampak Lingkungan (BAPEDAL) melalui Kep-04/BAPEDAL/09/1995.

Landfill untuk penimbunan limbah B3 diklasifikasikan menjadi tiga jenis yaitu: (1) secured landfill double liner, (2) secured landfill single liner, dan (3) landfill clay liner dan masing-masing memiliki ketentuan khusus sesuai dengan limbah B3 yang ditimbun.

Dimulai dari bawah, bagian dasar secured landfill terdiri atas tanah setempat, lapisan dasar, sistem deteksi kebocoran, lapisan tanah penghalang, sistem pengumpulan dan pemindahan lindi (leachate), dan lapisan pelindung. Untuk kasus tertentu, di atas dan/atau di bawah sistem pengumpulan dan pemindahan lindi harus dilapisi geomembran. Sedangkan bagian penutup terdiri dari tanah penutup, tanah tudung penghalang, tudung geomembran, pelapis tudung drainase, dan pelapis tanah untuk tumbuhan dan vegetasi penutup. Secured landfill harus dilapisi sistem pemantauan kualitas air tanah dan air pemukiman di sekitar lokasi agar mengetahui apakah secured landfill bocor atau tidak. Selain itu, lokasi secured landfill tidak boleh dimanfaatkan agar tidak beresiko bagi manusia dan habitat di sekitarnya.

1.       Deep Injection Well.

Pembuangan limbah B3 melalui metode ini masih mejadi kontroversi dan masih diperlukan pengkajian yang komprehensif terhadap efek yang mungkin ditimbulkan. Data menunjukkan bahwa pembuatan sumur injeksi di Amerika Serikat paling banyak dilakukan pada tahun 1965-1974 dan hampir tidak ada sumur baru yang dibangun setelah tahun 1980.

Sumur injeksi atau sumur dalam (deep well injection) digunakan di Amerika Serikat sebagai salah satu tempat pembuangan limbah B3 cair (liquid hazardous wastes). Pembuangan limbah ke sumur dalam merupakan suatu usaha membuang limbah B3 ke dalam formasi geologi yang berada jauh di bawah permukaan bumi yang memiliki kemampuan mengikat limbah, sama halnya formasi tersebut memiliki kemampuan menyimpan cadangan minyak dan gas bumi. Hal yang penting untuk diperhatikan dalam pemilihan tempat ialah strktur dan kestabilan geologi serta hidrogeologi wilayah setempat.

Limbah B3 diinjeksikan se dalam suatu formasi berpori yang berada jauh di bawah lapisan yang mengandung air tanah. Di antara lapisan tersebut harus terdapat lapisan impermeable seperti shale atau tanah liat yang cukup tebal sehingga cairan limbah tidak dapat bermigrasi. Kedalaman sumur ini sekitar 0,5 hingga 2 mil dari permukaan tanah.

Tidak semua jenis limbah B3 dapat dibuang dalam sumur injeksi karena beberapa jenis limbah dapat mengakibatkan gangguan dan kerusakan pada sumur dan formasi penerima limbah. Hal tersebut dapat dihindari dengan tidak memasukkan limbah yang dapat mengalami presipitasi, memiliki partikel padatan, dapat membentuk emulsi, bersifat asam kuat atau basa kuat, bersifat aktif secara kimia, dan memiliki densitas dan viskositas yang lebih rendah daripada cairan alami dalam formasi geologi.

Hingga saat ini di Indonesia belum ada ketentuan mengenai pembuangan limbah B3 ke sumur dalam (deep injection well). Ketentuan yang ada mengenai hal ini ditetapkan oleh Amerika Serikat dan dalam ketentuan itu disebutkah bahwa:

1.       Dalam kurun waktu 10.000 tahun, limbah B3 tidak boleh bermigrasi secara vertikal keluar dari zona injeksi atau secara lateral ke titik temu dengan sumber air tanah.

2.       Sebelum limbah yang diinjeksikan bermigrasi dalam arah seperti disebutkan di atas, limbah telah mengalami perubahan higga tidak lagi bersifat berbahaya dan beracun.

Referensi: Pengelolaan Limbah Industri – Prof. Tjandra Setiadi, Wikipedia, US EPA

BAB V

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR

Metode pengolahan limabah cair dapat dibagi menjadi 3 kelompok besar, yaitu primary treatment, secondary treatment dan tertiary treatment.

A.      PRIMARY TREATMENT

Prinsip dari metode primary treatment yaitu mengambil bahan yang terapung dan yang  mengendap yang terbawa oleh limbah air secara fisik, misalnya dengan menggunakan saringan atau cara pengendapan. Primary treatment sering pula disebut Mechanical treatment, pada awal processing, limbah cair dilewatkan pada alat saringan dengan ukuran dan bentuk yang bermacam – macam.

Setelah bahan – bahan organic yang dapat disaring dilewatkan pada proses grid removal, pada proses ini pasir dan batu – batu kecil diendapkan dan biasanya hasil proses pertama dan kedua ini dibuang dalam bentuk LANDFILLED.

Langkah berikutnya dapat dilakukan proses primary setting basin yang dilengkapi dengan skimmer untuk menangkap minyak yang ada di dalam limbah, bahan pencemar yang berhasil ditangkap di sini sering disebut primary sludge, mengikat kandungan bahan pencemar dalam limbah dan tidak selalu sama dalam aliran, maka untuk efisiensi dalam prosesing maka limbah tersebut ditampung dulu di equalization sekitar 8 jam, sering pula diadakan proses penghancuran yang disebut blanding bosins atau grinding.

B.      SECONDARY TREATMENT

Di dalam secondaty treatment merupakan biological treatment, tetapi masi mungkin perlu dilakukan beberapa proses pendahuluan, yaitu:

a.       Proses koagulasi

b.      Flokulasi

c.       Sedimentasi

         Proses koagulasi yaitu menggunakan berbagai chemical coagulation dan akan menghasilkan gumpalan netal hidroksida

         Flokulasi yaitu menggunakan bahan antara lain copperas dan kapur yang akan menghasilkan ferihidroksida yang berbentuk flok. Proses – proses yang telah dilakukan dalam primary treatment masih banyak kandungan bahan yang tersuspensi, untuk mengendapakan bahan yang tersuspensi dengan melambatkan aliran limbah di tangki atau bak sedimentasi terutama bahan – bahan dalam bentuk flok.

Proses di dalam secondary treatment dapat dilakukan dalam beberapa cara, yaitu:

1.       Activated sludge

Proses ini dapat disebut juga proses lumpur aktif dalam suatu kolom. Lumpur aktif atau biosolid adalah suatu endapan lumpur dari tanki aerasi yang mengandung organism mikro seperti bakteri, protozoa, algae dan fungi.

Biosolid tersebut dimasukkan ke dalam tank reactor yangberisi limbah cair, biosolid, organism mikro dan udara sehingga terjadi degradaasi penguraian bahan oraganik dalam limbah oleh mikro organism. Proses tersebut akan menghasilkan lumpur aktif, setelah proses berjalan, beberapa jam kemudian dialirkan ke dalam tanki pengendapan. Sebagian sludge yang mengendap dapat digunakan lagi untuk prosesing sedang sisanya sebelum dibuang perlu diberikan klorin terlebih dahulu untuk membunuh organisme.

2.       Trickling Filter

Proses ini dapat juga disebut sebagai saringan biologi. Proses terjadi apabila air limbah yang mengandung bahan organic secara lambat pada lapisan dari batuan – batuan kecil dengan diameter 2.5 cm yang permukaannya ditumbuhi mikro organism sehingga berbentuk suatu film, sehingga film batu – batu kecil tersebut hanyut, organism mikro yang akan menguraikan bahan organic dalam limbah cair yang melewati batu – batuan tersebut. Agar saringan batu – batu tersebut tidak tersumbat maka bahan organic dalam limbah jangan terlalu pekat. Batu – batu kecil tersebut dapat dibuat dari pecahan batu, plastic maupun media sintetik lainnya.

3.       Oxidatin ponds

Kolom oksidasi ini sebenarnya suatu aerobic oksidasi atau aerasi ini hanya terjadi pada permukaan air limbah oleh angin. Proses penguraian bahan organic terutama dilakukan oleh algae. Kolom aksidasi dibuat dangakal (sekitar 50 cm) agar dapat dicapai sinar matahari. Didalam kolom terjadi proses simbosis dari bakteri dan alga. Bakteri akan menguraikan bahan organic dalam limbah dan melepas C_O2 dan H₂O. kemudian CO₂ akan digunakan algae dalam fotosintesis dan akan meghasilkan O₂ yang diperlukan bakteri.

4.       Aeration Ponds

Proses kolom aerasi ini juga disebut sebagai proses aerobic. Proses ini menggunakan mikro organism khususnya bakteri untuk menguraikan bahan organic dlam limbah, dengan diberikan tambah O₂ murni (O₂ dari udara) proses ini akan meghasilkan lupur atau sludge yang harus dikeluarkan dari kolom.

5.       Facultative Ponds

Proses yang terjadi dalam kolom facultative merupakan proses gabungan aerobic dan anaerobic. Di lapisan limbah cair bagian atas (sekitar 1,5 m) terjadi proses aerobic karena cukup tersedia O₂ sedangkan lapisan di bawahnya terjadi proses anaerobic karena sudah tidak tersedia O₂ bagi organism mikro. Kolom facultative ini, biasanya kan disambung dengan kolom maturation.

 Kolom maturation berfungsi sebagai proses lanjutan yang merupakan proses aerobic untuk lebih memantapkan kualitas dari limbah cair baik dalam BOD, sludge maupun bakterinya (coliform)

6.       Anerobic Ponds

Proses ini biasa terjadi dalam suatu reactor tertutup karena organism mikro yang memproses akan mati apabila tidak terdapat O₂ dalam limbah, misanya yang dilakukan bakteri anaerobic. Proses ini akan menghasilkan gas yang berbau tidak enak / busuk dari sulfide (H₂S) disamping gas metana (CH₄), amoniak (NH₃) dan sludge.

C.      TERTIARY TREATMENT

Pengolahan limbah cair pada tingkat ini merupakan pengolahan yang ditujukan pada bahan pencemar kinsa yang masih terdapat di dalam limbah cair. Proses penangkapan atau pembersihan limbah cair dari bahan pencemar kimia dapat dilakukan berbagai cara sebagai berikut.

1.       Filtration

Proses penyaringan ini ditujukan untuk mengurangi kandugan padatan tersuspensi (suspended solid) dengan cara sederhana yaitu mengalirkan air. Limbah ke saringan sangat rapat (micro screening) atau suatu saringan metal dengan diameter lubang (sekitar 23 mikro meter) proses ini mampu mengurangi padatan tersuspensi sampai 89%.

BCD sampai 81% total organic, karbon 30% dan turbidity sampai 76%. Lapisan saringan dapat pula dibuat dari pasir yang lembut, arang atau garnet. System saringan ini dapat disempurnakan lagi dengan menambahkan tekanan atau memanfaatkan tenaga gravitasi. Untuk membersihkan beberapa pencemar khusus sepertii phosphorus perlu dilakukan flakulasi terlebih dahulu, yang perlu diperhatikan dalam proses ini ialah pembersihan saringan secara teratur.

2.       Adsorption

Pencemar organic yang terlarut sering menimbulkan perubahan rasa, baud an warna yang tidak disukai dan dapat pula bersifat racun bagi tumbuhan dan hewan.

Bahan pencemar ini sering disebut refractory organies, bahan pencemar ini dapat ditangkap pada proses adsorpsi dari karbon aktif. Karbon ini berbentuk granular yang poros dan mempunyai permukaan luas. Setelah jarbon dapat mengadsorpsi bahan pencemar untuk mengembalikan fungsinya perlu dipanaskan sampai sekitar 1700⁰ F dengan aliran udara panas.

3.       Chemical oxidation

4.       Electrodialysis

5.       Ion exchange

6.       Reverse osmosis

7.       Penangkapan phosphorus dan nitrogen