A. Pengertian Limbah Cair
Limbah cair atau air buangan buangan merupakan sisa air
dibuang yang berasal dari rumah
tangga, industri maupun tempat-tempat umum lainnya, dan pada umumnya mengandung bahan-bahan atau zat-zat yang dapat membahayakan bagi kesehatan manusia serta mangganggu lingkungan hidup.. Karakteristik limbah cair bervariasi dipengaruhi oleh lokasi, jumlah penduduk, industri, tataguna lahan, muka air tanah dan tingkat pemisahan antara storm water dan sanitary water. Limbah cair dibagi kedalam 3 kategori : domestic wastewater (Limbah cair domestik) meliputi: limah cair dari dapur, kamar mandi, laundry dan sejenisnya ; sanitary wastewater meliputi: domestic wastewater, komersial,
kantor, dan fasilitas
sejenisnya ; dan industrial wastewater berasal berasal dari industri (sangat bervariasi sesuai dengan jenis industrinya). Sifat-sifat air limbah li mbah industri relatif bervariasi tergantung t ergantung dari bahan baku yg di gunakan, pemakaian air dalam proses, dan bahan aditif yang digunakan selama proses produksi. Air limbah rumah tangga tangga terdiri dari 3 fraksi penting, yaitu yaitu : Tinja ( faeces), faeces), berpotensi mengandung mikroba pathogen, air seni (urine ( urine), ), umumnya mengandung Nitrogen (N) dan Fosfor, serta kemungkinan kecil mikro-organisme dan grey water yang yang merupakan air bekas cucian dapur, mesin cucidan kamar mandi. Grey water sering juga disebut dengan istilah sullage. Campuran faeces dan urine disebut sebagai excreta, excreta, sedangkan campuran excreta dengan air bilasan toilet disebut sebagai black sebagai black water. Mikroba pathogen banyak terdapat pada excreta. Untuk industrial Untuk industrial wastewater, zat-zat yang terkandung di dalamnya sangat bervariasi sesuai dengan bahan baku yang dipakai oleh masing-masing industri, antara lain: nitrogen, sulfide, amoniak, lemak garam-garam zat pewarna, mineral, logam berat, zat pelarut dan sebagainya. Sampai awal 1900-an limbah cair dari kota (municipal ( municipal wastewater ) yang berasal dari pemukiman, komersial, industri dan urban runoff tidak diolah terlebih dahulu, sehingga masuk langsung ke perairan termasuk laut. Baru akhir 1940an sampai sekarang, banyak kota di dunia membangun sistem sewer sistem sewer (selokan) (selokan) terutama untuk mencegah meledaknya berbagai penyakit. Sewer merupakan suatu alat atau saluran yang berguna untuk mengalirkan limbah domestik dan industri serta air hujan ( storm water ) ke wastewater treatment plant (WWTP) dan perairan. Tapi pada saat sekarang limbah industri harus diolah terpisah. Rata-rata volume limbah domestik per kapita adalah 400 L/kapita/hari. Tidak semua komponen wastewater (limbah cair) adalah polutan (bahan pencemar), pencemaran dikatakan terjadi bila bahan terlarut maupun tersuspensi menyebabkan bahaya bagi manusia dan lingkungan.
B. Storm Water dan Sanitary Water
Storm water merupakan air yang mengalir setelah terjadi hujan. Air ini meliputi air yang turun dari atap rumah, jalan raya dan daerah parkir. Storm water umumnya ditampung melalui storm sewer selanjutnya dibuang ke perairan sungai, danau atau laut tanpa diolah terlebih dahulu di WWTP. Selain menampung storm water, storm sewer juga menampung urban runoff yaitu semua air yang mengalir di jalan raya. Sedangkan sanitary water merupakan air yang berasal dari toilet (kamar mandi dan WC), tempat cuci baju (laundry) dan cuci piring. Sanitary water ditampung melalui sanitary sewer selanjutnya diolah ke WWTP sebelum dibuang ke perairan sebab mengandung bahan-bahan yang membahayakan kesehatan manusia. Berbeda dengan storm water, sanitary water dialirkan dulu ke tempat pengolahan, sedangkan storm water langsung dialirkan ke sungai, danau, atau laut sebab sedikit mengandung kontaminan-kontaminan yang berbahaya bagi mahluk hidup. Combined sewer system merupakan sistem saluran air yang menggabungkan air yang berasal dari storm water dan sanitary water pada satu saluran pipa. Saluran untuk sanitary water dibuat lebih rendah sehingga air yang berasal dari sanitary water tidak ikut keluar melalui saluran storm water. Selain itu, kontaminan-kontaminan sanitary water seperti tinja mempunya massa yang lebih berat dari air sehingga akan jatuh atau mengalir ke saluran pengolahan limbah atau WWTP sedangkan untuk storm water akan mengalir melalui saluran yang mengarah ke perairan seperti sungai atau danau. Combined sewer system cocok untuk daerah yang mempunyai musim kering lebih lama dari musim hujan. Sebab pada musim hujan air yang berasal dari sanitary water cenderung bercampur dengan storm water disebabkan volum air yang besar sehingga akan ikut teralirkan melalui saluran pembuangan storm water kedalam perairan. C. Kontaminan dalam Limbah Cair Domestik
Limbah cair domestik mengandung kontaminan-kontaminan penting yang berbahaya bagi bagi lingkungan laut, diantaranya suspended solid (padatan tersuspensi), bahan organik biodegradable, pathogen, nutrient, bahan persisten organik, dan logam berat. suspended solid menyebabkan penetrasi cahaya matahari ke dalam perairan berkurang, menutup habitat organisme bentik, merusak organ insang dan filter feeding, bahan organik biodegradable dapat menyebabkan penurunkan oksigen terlarut, pathogen dapat tercerna manusia karena mengkonsumsi hasil laut yang terkontaminasi, nutrient menyebabkan meledaknya populasi alga dan eutrofikasi, bahan persisten organik dan logam berat menyebabkan terjadinya bioakumulasi pestisida, PCBs, dan bioakumulasi logam berat yang berbahaya bagi manusia
sebagai konsumen tertinggi sebab konsentrasi kontaminan tertinggi hasil biokumulasi akan terjadi didalam tubuh manusia. Dalam limbah cair yang belum diolah juga terdapat kontaminan-kontaminan khas yang terbagi kedalam padatan (padatan total, total terlarut, total tersuspensi, total volatile, BOD5, COD, alkalinitas, minyak dan lemak), nitrogen (total, organik, ammonia, nitrit, nitrat), dan fosfor (total, organik, anorganik). Limbah cair memiliki pH antara 6,5 sampai 7,5 dan indikator pathogen yang terkandung didalamnya adalah koliform yang terdapat sebanyak 10 8109 per 100 ml air limbah. Pada air minum diharuskan lebih kecil dari 1/100 ml air. Untuk bahan organik yang terkandung dalam limbah cair adalah karbohidrat, protein, lemak, urea (urine), surfactant, phenol, dan pestisida. Untuk logam berat adalah Hg, Pb, Cd, dll. Pathogen yang terkandung biasanya pathogen yang menyebabkan penyakit typhoid, paratyphoid, dysentery, diarrhea, dan cholera. D. Pengolahan Air Limbah (Wastewater Treatment)
Pengolahan air limbah bertujuan untuk melindungi kesehatan masyarakat, mencegah kondisi kurang baik pada badan air penerima, dan agar badan air penerima tetap layak digunakan kembali untuk pertanian dan industry. Untuk mengatur hasil pengolahan air limbah maka perlu dibuat kriteria kualitas air untuk semua badan air penerima, sehingga tingkat pengolahan air limbah dapat menyesuaikan kualitas badan air penerima. Pada pengolahan air limbah secara konvensional terdiri dari ti ga proses yaitu :
Preliminary processes Pada proses ini dilakukan pumping, screening dan grit removal. Dimulai dengan mengumpulkan dan memompa limbah yang berasal dari influent. Kemudian limbah dialirkan ke salah satu saluran dimana objek-objek besar yang mengalir bersama limbah dihambat dan diendapkan melalui proses screening. Selanjutnya limbah dipompa ke dalam grit channel. Grit channel merupakan ruangan atau saluran yang melambatkan kecepatan aliran yang menyebabkan material inorganik mengendap kebawah ruangan dan selanjutnya dilakukan perlakuan primer.
Primary treatment Pada perlakuan primer dilakukan pemisahan fisik bahan organik tersuspensi dalam bak pengendapan untuk mengurangi kebutuhan oksigen biologis (BOD). Pengolahan pendahuluan digunakan untuk memisahkan padatan kasar, mengurangi ukuran padatan, memisahkan minyak atau lemak, dan proses menyetarakan menurut, bertujuan untuk menghilangkan zat-zat yang bisa mengendap seperti suspended solid, zat-zat yang
mengapung seperti lemak, serta akan mengurangi 50-70% suspended solid, 25-40% BOD. Selain itu langkah ini merupakan pengolahan yang bisa diterima sebagai langkah pertama yang dapat diterimasebelum air limbah masuk ke pengolahan air limbah. Desain dari primary settling tank, yang pertama mempunyai surface-loading rate untuk limbah domestik sebesar 800 gal/(d)(ft2), detention time selama 90-150 min, ukuran rectangular: D= 10-15 ft, L=15-30 ft, P=80-120 ft, Ukuran Circular: D= 71-2 ft, dan diameter sebesar 40-150 ft
Secondary treatment Bertujuan untuk menurunkan BOD dan Suspended Solid melalui biological treatment. Cairan yang bersal dari primary treatment dialirkan ke bak biological treatment kemudian dialirkan ke tangki pengendapan terakhir ( final sedimentation tank ). Dari total volume endapan lumpur aktif (activated sludge) yang dihasilkan, 25%-nya akan digunakan kembali sehingga dimasukkan lagi kedalam tangki aerasi, sedangkan yang 75%- nya akan dibuang ke laut, ditimbun di rawa-rawa, atau dijadikan pupuk. Peralatan pengolahan yang umum digunakan pada pengolahan tahap ini ialah activated sludge, stabilization pond, dan menggunakan attached biological growth. Untuk stabilization pond terdiri dari 3 tipe yaitu, anaerobic stabilization pond, facultative stabilization pond, dan aerobik maturation stabilization pond. Pada anaerobic stabilization pond, pengolahan limbah dilakukan dalam kondisi anaerob atau tanpa oksigen, sedangkan pada facultative dan aerobic maturation stabilization pond pengolahan limbah dilakukan dengan penambahan oksigen melalui kontak dengan permukaan air. Activated sludge atau lumpur aktif merupakan proses dimana campuran limbah dengan mikroorganisme dilakukan aerasi dan pengadukan menyebabkan teroksidasinya bahan organik terlarut. Air yang tertinggal cukup jernih sehingga dapat langsung disalurkan ke badan-badan air
setelah mengalami proses desinfeksi. Desinfeksi adalah menghancurkan atau membunuh kebanyakan kebanyakan organisme patogen pada benda atau instrumen dengan menggunakan campuran zat kimia cair. Terdapat 3 tingkat desinfeksi yaitu desinfeksi tingkat tinggi yaitu membunuh semua organisme dengan perkecualian spora bakteri, desinfeksi tingkat sedang yakni membunuh bakteri kebanyakan jamur kecuali spora bakteri dan desinfeksi tingkat rendah yaitu membunuh kebanyakan bakteri beberapa virus dan beberapa jamur tetapi tidak dapat membunuh mikroorganisme yang resisten seperti basil tuberkel dan spora bakteri.
Desinfeksi dapat dilakukan dengan 2 cara, yaitu klorinasi dan menggunakan ozon. Klorinasi biasanya menggunakan gas khlor, sodium and calcium hypochlorite (NaOCl dan CaOCl)). Kelebihan dari klorinasi adalah waktu pembnuhan pathogen yang sangat cepat yaitu sekitar 15-30 menit dan juga meninggalkan residu toxic chlorine yang dapat membunuh pathogen secara komplet, sedangkan kekurangannya adalah dibutuhkan dechlorination effluent, dan dapat membentuk trihalomethane yang bersifat karsinogenik. Sedangkan untuk ozone merupakan agent oksidasi yang sangat kuat, lebih baik dari chlorine, tetapi sangat mahal dan tidak meninggalkan residu karena cepat terdekomposisi menjadi oksigen. Klorinasi dapat berdampak buruk bagi lingkungan laut karena dapat bereaksi membentuk chlorinated organic compounds yang sama bahayanya dengan DDT dan PCB. Selain itu juga chlorine bereaksi dengan bromida membentuk HOBr acid dan OBr ion yang merupakan biosida yang sangat kuat. Dengan ammonium ion (NH4- ) chlorine bereaksi membentuk NH2Cl yang sangat beracun.
\
