Masalah Limbah

Definisi Limbah
Limbah adalah zat atau bahan buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi, baik industri maupun domestik, yang kehadirannya pada suatu saat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena dapat menurunkan kualitas lingkungan.

• Karakteristik Limbah
  Berukuran mikro, maksudnya ukurannya terdiri atas partikel-partikel kecil.
• Dinamis, artinya limbah tidak diam di tempat, selalu bergerak, dan berubah sesuai dengan kondisi lingkungan.
• Penyebarannya berdampak luas, artinya lingkungan yang terkena limbah tidak hanya pada wilayah tertentu melainkan berdampak pada faktor yang lainnya.
• Berdampak jangka panjang, maksudnya masalah limbah tidak dapat diselesaikan dalam waktu singkat. Sehingga dampaknya akan timbul pada generasi mendatang.
• Karakteristik fisik: zat padat, bau, suhu, warna, dan kekeruhan
• Karakteristik kimia: bahan organik, BOD (Biologycal Oxygen Demand), DO (Dessolved Oxygen), COD (Chemicial Oxygen Demand), pH (Puissance d’Hydrogen Scale), dan logam berat
• Karakteristik biologi; karakteristik biologi digunakan untuk mengukur kualitas air terutama air yang dikonsumsi sebagai air minum dan air bersih.

Sumber Limbah

• Limbah domestik atau rumah tangga
• Limbah industri
• Limbah pertanian
• Limbah pertambangan
• Limbah pariwisata
• Limbah medis

Senyawa Limbah
• Limbah organik
Limbah organik merupakan limbah yang berasal dari makhluk hidup dan bersifat mudah membusuk atau terurai.
• Limbah anorganik
Limbah anorganik merupakan segala jenis limbah yang tidak dapat atau sulit teruraisecara alami oleh mikroorganisme pengurai.
• Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3)
Limbah bahan berbahaya dan beracun adalah kelompok limbah yang secara langsung maupun tidak langsung dapat mencemarkan, membahayakan lingkungan, kesehatan dan kelangsungan hidup manusia dan makhluk hidup lainnya.

Kualitas Limbah

• Volume limbah.
• Kandungan bahan pencemar.
• Frekuensi pembuangan limbah.

Dampak negatif limbah

• Menimbulkan berbagai penyakit seperti penyakit diare, tifus, demam berdarah, ISPA (Infeksi Saluran Pernapasan Akut) bahkan kematian.
• Membahayakan ekosistem dan kehidupan flora dan fauna bahkan dapat menyebabkan kepunahan
• Apabila limbah mencemari sumber air yang digunakan untuk pertanian, maka dapat menyebabkan gagal panen sehingga ketahanan pangan juga dapat terganggu
• Pencemaran udara dan polusi suara dapat menyebabkan tingkat stress makin tinggi

Pengelolaan Limbah
Bentuk Limbah

• Limbah padat
• Limbah cair
• Limbah gas dan partikel
• Limbah bahan berbahaya dan beracun (B3)

Penanganan Limbah Padat
• Penimbunan: open dumping dan sanitary landfill
• Open dumping: sampah dikumpulkan dan ditimbun begitu saja dalam lubang yang dibuat pada suatu lahan, biasanya di lokasi tempat pembuangan akhir (TPA).
• Dampak negatifnya:
• Menimbulkan berbagai hama dan kuman penyebab penyakit
• Menimbulkan bau busuk dan Gas metan.
• Cairan yang tercampur dengan sampah dapat merembes ke tanah dan mencemari tanah serta air.
• Bersama rembesan cairan tersebut, dapat terbawa zat-zat yang berbahaya bagi kesehatan dan lingkungan.

Sanitary Landfill
• Sampah ditimbun dalam lubang yang dialasi lapisan lempung dan lembaran plastik untuk mencegah perembesan limbah ke tanah.
• Sampah yang ditimbun dipadatkan, kemudian ditutupi dengan lapisan tanah tipis setiap hari. Hal ini akan mencegah tersebarnya gas metan yang dapat mencemari udara dan berkembangbiaknya berbagai macam penyebab penyakit.
• Sanitary landfill modern: dibuat sistem lapisan ganda yaitu plastik, lempung, plastik, dan lempung. Kemudian dibuat pipa-pipa saluran untuk mengumpulkan cairan serta gas metan yang terbentuk dari proses pembusukan sampah. Gas tersebut kemudian dapat digunakan untuk menghasilkan listrik.

Kekurangan Metode Penimbunan
• memerlukan lahan yang luas. Sampah akan terus dihasilkan sementara lahan semakin berkurang.
• Masih ada kemungkinan terjadi kebocoran lapisan sehingga zat-zat berbahaya dapat merembes dan mencemari tanah serta air.
• Gas metan yang terbentuk dalam timbunan mungkin saja mengalami akumulasi dan beresiko meledak.

Insinerasi
• Insinerasi adalah pembakaran limbah padat menggunakan suatu alat yang disebut insinerator.
• Kelebihannya:
• volume sampah berkurang mencapai 90 %.
• menghasilkan panas yang dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan listrik atau untuk memanaskan ruangan.
• Jenis limbah padat yang cocok untuk insinerasi di antaranya adalah kertas, plastik, dan karet, sedangkan contoh jenis limbah padat yang kurang sesuai untuk insinerasi adalah kaca, sampah makanan, dan baterai.
• Kelemahannya
• biaya operasi yang mahal.
• menghasilkan asap buangan yang dapat menjadi pencemar udara
• abu pembakaran yang kemungkinan mengandung senyawa berbahaya.

Kompos
• Kompos adalah pupuk yang dibuat dari sampah organik, seperti sayuran, daun dan ranting, serta kotoran hewan, melalui proses degradasi/ penguraian oleh mikroorganisme tertentu.
• Kompos berguna untuk memperbaiki struktur tanah dan menyediakan zat makanan yang diperlukan tumbuhan, sementara mikroba yang ada dalam kompos dapat membantu penyerapan zat makanan yang dibutuhkan tanaman.
• Pembuatan kompos merupakan salah satu cara terbaik untuk mengurangi timbunan sampah organik. Cara ini sangat cocok diterapkan di Indonesia, karena cara pembuatannya relatif mudah dan tidak membutuhkan biaya yang besar. Selain itu, kompos dapat dijual sehingga dapat memberikan pemasukan tambahan atau bahkan menjadi alternatif mata pencaharian.

Daur Ulang
• Proses daur ulang sangat berguna untuk mengurangi timbunan sampah karena bahan buangan diolah menjadi bahan yang dapat digunakan kembali.
• Bahan-bahan yang didaur ulang dapat dijadikan produk baru yang jenisnya hampir sama atau sama dengan produk jenis lain.
• Contohnya,
• limbah kertas bisa didaur ulang menjadi kertas kembali.
• Limbah kaca dalam bentuk botol atau wadah bisa didaur ulang menjadi botol atau wadah kaca kembali atau dicampur dengan aspal untuk menjadi bahan pembuat jalan.
• Kaleng alumunium bekas bisa didaur ulang menjadi kaleng alumunium lagi.
• Botol plastik bekas yang terbuat dari plastik jenis polyetilen tertalat (PET) bisa didaur ulang menjadi berbagai produk lain, seperti baju poliyester, karpet, dan suku cadang mobil.

Limbah cair
• Air limbah yang bersumber dari rumah tangga. Air limbah biasanya berupa air bekas cucian dapur, air bekas mandi, tinja, air seni, dan umumnya terdiri dari bahan-bahan organik.
• Air limbah yang bersumber dari industri yaitu air limbah yang berasal dari berbagai jenis industri.
• Air limbah kotapraja yaitu air buangan yang berasal dari daerah perkantoran, perdagangan, hotel, restoran, tempat-tempat umum, tempat ibadah, dan sebagainya.

Tujuan Pengolahan Air Limbah
• Mengurangi BOD
• Partikel Tercampur
• Membunuh Mikroorganisme patogen

JENIS KEGIATAN PENGOLAHAN LIMBAH

Pengolahan Limbah Cair
• Pengenceran atau Dilution
Air limbah diencerkan sampai tahap konsentrasi yang cukup rendah kemudian dibuang ke badan-badan air.
• Kekurangannya:
• Pertambahan penduduk yang tinggi diikuti meningkatnya aktifitas manusia menyebabkan jumlah air limbah semakin banyak.
• Bahaya kontaminasi terhadap badan-badan air masih tetap ada,
• terjadi pengendapan yang akhirnya menimbulkan pendangkalan terhadap badan-badan air, seperti selokan, sungai, kali, waduk danau, dan sebagainya.
• Pendangkalan dapat menyebabkan kapasitas badan air semakin berkurang untuk menampung air hujan yang turun sehingga dapat menimbulkan banjir.

• Kolam Oksidasi atau Oxidation Ponds

• Empat faktor yang berperan dalam proses kolam oksidasi adalah sinar matahari, ganggang, bakteri, dan oksigen. Ganggang dalam air limbah dengan bantuan butir khlorophyl (hijau daun) dan sinar matahari melakukan proses fotosintesis sehingga tumbuh dengan subur.
• Setelah proses fotosintesis terbentuk karbohidrat dan oksigen dari H2O dan CO2. Kemudian oksigen ini digunakan oleh bakteri aerobik untuk melakukan dekomposisi zat-zat organik yang terdapat dalam air buangan.
• Dekomposisi zat organik akan menurunkan nilai BOD dari air limbah tersebut sehingga relatif aman bila akan dibuang ke dalam badan-badan air seperti selokan, kali, sungai, danau, waduk dan sebagainya.

• Irigasi
• Air limbah dialirkan ke dalam parit terbuka kemudian air tersebut merembes masuk ke dalam tanah melalui dasar dan dinding parit tersebut.
• Air buangan tersebut dapat digunakan untuk mengairi ladang pertanian atau perkebunan.
• Air buangan tersebut dapat berasal dari air limbah rumah tangga, perusahaan susu sapi, rumah potong hewan, dan lain-lainnya di mana kandungan zat-zat organik dan protein cukup tinggi yang diperlukan oleh tumbuhan.
• Rata-rata industri membuang 85-95% air limbah dari jumlah air yang dipergunakan dalam proses produksi (Sugiharto,1987). Volume air limbah yang tidak diolah tersebut dibuang ke sungai atau laut sehingga menyebabkan pencemaran, dapat merusak tatanan ekosistem yang ada, dan menimbulkan penyakit.

Pengolahan Air Limbah

Pengolahan Air Limbah
• Pengolahan fisika,
• Pengolahan kimia,
• Pengolahan biologi

Pengolahan Fisika
• Sifat fisik yang penting adalah kandungan zat padat yang berdampak pada estetika, kejernihan, bau, warna dan temperatur.
• Pemisahan secara fisika tergantung besar-kecilnya partikel yang terkandung di dalamnya. Air limbah yang mengandung ukuran partikel besar memudahkan proses pengendapan yang berlangsung, sedangkan air limbah yang mengandung ukuran partikel yang sangat kecil akan menyulitkan dalam proses pengendapan.
•  Sifat-sifat fisik yang umum diuji pada limbah cair adalah :
• Nilai pH atau keasaman alkalinitas
• Suhu
• Warna, bau dan rasa
• Jumlah padatan
• Nilai BOD dan COD
• Pencemaran mikroorganisme patogen
• Kandungan minyak
• Kandungan logam berat
• Kandungan bahan radioaktif

COD dan BOD
• Chemical oxygen Demand (COD) atau kebutuhan oksigen kimia (KOK) merupakan jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat- zat organik yang ada dalam sampel air atau banyaknya oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat- zat organik menjadi CO2 dan H2O. Pada reaksi ini hampir semua zat yaitu sekitar 85% dapat teroksidasi menjadi CO2 dan H2O dalam suasana asam, sedangkan penguraian secara biologi (BOD) tidak semua zat organik dapat diuraikan oleh bakteri.
• Uji COD yaitu suatu uji yang menentukan jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh bahan-bahan organik yang terdapat didalam air. Pengukuran COD didasarkan pada kenyataan hampir semua bahan organik dapat dioksidasi menjadi karbondioksida dan air dengan bantuan oksidator kuat yaitu kalium dikromat ( K2Cr2O7) dalam suasan asam. Dengan menggunakan dikromat sebagai oksidator, diperkirakan sekitar 95 % – 100 % bahan organik dapat dioksidasi.

Pada analisa COD dari suatu air limbah menghasilkan nilai COD selalu lebih tinggi dari nilai BOD . Perbedaan antara kedua nilai disebabkan banyak faktor antara lain:
• Bahan kimia yang tahan terhadap oksidasi biokimia tetapi tidak tahan terhadap oksidasi kimia seperti lignin.
• Bahan kimia yang dapat dioksidasi secara kimia dan peka terhadap oksidasi biokimia tetapi tidak dalam uji BOD seperti selulosa, lemak berantai panjang atau sel- sel mikroba. Adanya bahan toksik dalam limbah yang akan mengganggu uji BOD tetapi tidak uji COD.
• Angka BOD adalah jumlah komponen organik biodegradable  dalam air buangan, sedangkan tes COD menentukan total organik yang dapat teroksidasi, tetapi tidak dapat membedakan komponen biodegradable/ nonbiodegradable.
• Beberapa substansi anorganik seperti sulfat dan tiosulfat, nitrit dan besi yang tidak akan terukur dalam tes BOD akan teroksidasi oleh kalium dikromat, membuat nilai COD anorganik yang menyebabkan kesalahan dalam penetapan komposisi organik dalam laboratorium.
• Hasil COD tidak tergantung pada aklimasi bakteri sedangkan tes BOD sangat dipengaruhi aklimasi bakteri. Aklimasi  adalah perubahan adaptif yang terjadi pada bakteri dalam kondisi yang terkendali.

Karakteristik Kimiawi
• Pengolahan secara kimia adalah proses pengolahan yang menggunakan bahan kimia untuk mengurangi konsentrasi zat pencemar dalam air limbah.
• Proses yang termasuk dalam pengolahan secara kimia adalah netralisasi, presipitasi, khlorinasi, koagulasi dan flokulasi.
• Pengolahan air secara kimia dilakukan untuk menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap atau koloid, logam-logam berat, senyawa phospor dan zat organik beracun, dengan membubuhkan bahan kimia tertentu yang diperlukan.

Karakteristik Bakteriologis
• Pengolahan biologi adalah pengolahan yang paling murah dan efisien.
• Pemeriksaan biologis di dalam limbah cair untuk mengetahui apakah ada bakteri-bakteri patogen dalam limbah cair.
• Semua polutan air yang biodegradable dapat diolah secara biologis.
• Pengolahan air limbah secara biologis, bertujuan untuk menghilangkan bahan anorganik, organik, fosfat dan amoniak dengan bantuan mikroorganisme.

Proses penguraian biologi ada 2:
• Proses aerob, yang berlangsung dengan hadirnya oksigen;
• Proses anaerob, yang berlangsung tanpa adanya oksigen.

Gambar Penguraian Secara Biologi

Aerobik (Extended Aeration)
• Kelebihan
• Sudah dikenal dan banyak digunakan pada umumnya digunakan untuk kapasitas kecil sampai besar.
• Diterapkan dalam pengolahan air limbah dengan konsentrasi BOD dan COD rendah pada temperatur 5 – 30oC.
• Mampu menanggulangi “Loading Fluctuation”.
• Effluen dapat langsung dibuang ke badan penerima (sungai, dsb).
• Kekurangan
• Membutuhkan area yang lebih luas
• Pemakaian energi lebih tinggi dengan adanya aerator
• Lumpur yang dihasilkan banyak

Anaerobik
Kelebihan
• Sesuai untuk mengolah air limbah dengan konsentrasi BOD lebih tinggi dan untuk kapasitas menengah sampai besar.
• Menghasilkan biogas (70-90 % CH4).
• Tidak membutuhkan energi untuk oksidasi
• Membutuhkan area lebih kecil
• Lumpur yang dihasilkan sedikit.
Kekurangan
• Temperatur air limbah harus dijaga sekitar 20-35 C
• Setelah diolah dalam sistem anaerobik effluen perlu diolah lagi secara aerob sebelum dibuang ke badan penerima untuk mereduksi parameter NH4
• Tidak sesuai untuk mengolah air limbah dengan konsentrasi nitrat dan atau sulfat tinggi.
• Pengoperasian cukup rumit karena sangat tergantung pada temperatur dan pH air limbah.

Penanganan Limbah Gas

• Mengontrol Emisi Gas Buang
• Menghilangkan Materi Partikulat dari Udara Pembuangan

Mengontrol Emisi Gas Buang
Pengendalian gas buang seperti karbon monoksida, nitrogen oksida, hidrokarbon dan sulfur oksida dilakukan melalui beberapa metode.
• Gas nitrogen oksida dapat dikurangi dengan cara menurunkan suhu pembakaran kendaraan bermotor.
• Gas sulfur oksida dapat dikurangi dengan cara desulfurisasi hasil pembakaran bahan bakar menggunakan filter basah.
• Produksi gas karbon monoksida dan hidrokarbon dapat dikurangi dengan cara memasang alat pengubah katalitik untuk menyempurnakan pembakaran pada kendaraan bermotor.
• emisi gas buang dapat dikurangi dengan cara mengurangi kegiatan pembakaran bahan bakar, mulai menggunakan sumber bahan bakar alternatif yang lebih ramah lingkungan.

Menghilangkan Materi Partikulat
• Filter udara adalah alat untuk menghilangkan materi partikulat padat, seperti debu, serbuk sari, dan spora, dari udara.
• Alat tersebut terbuat dari bahan yang dapat menangkap materi partikulat sehingga udara yang melewatinya akan tersaring dan keluar sebagai udara bersih.
• Filter udara dapat digunakan pada fentilasi ruangan, cerobong pabrik, mesin kendaraan bermotor, atau pada lokasi lain yang membutuhkan udara bersih. Jenis dan bahan yang digunakan sebagai filter udara bermacam-macam, tergantung pada kandungan udara yang disaring, rnisalnya tergantung kadar debu, bersifat asam atau alkalis, dan sebagainya.