Senin, 07 Juli 2008

pengolahan air limbah pada industri pengolahan ikan

  1. PENDAHULUAN

Proses pengolahan air limbah secara biologis aerobic adalah dengan memanfaatkan aktifitas mikroba aerob, untuk menguraikan zat organik yang terdapat dalam air limbah pengolahan ikan, menjadi zat inorganik yang stabil dan tidak memberikan dampak pencemaran terhadap lingkungan disekitarnya. Mikroba aerob ini sebenarnya sudah terdapat di alam dalam jumlah yang tidak terbatas dan selalu dapat diperoleh dengan sangat mudah. Dalam kapasitas yang terbatas alam sendiri sudah mampu menetralisir zat organik yang ada dalam air limbah.

Sementara itu kemampuan air dalam menyerap oksigen di udara sangat terbatas, walaupun keberadaan oksigen di udara tidak terbatas. Pemenuhan oksigen dapat dibantu dengan peralatan mekanis (aerator), aliran udara bertekanan atau pertumbuhan mikrobia itu sendiri (algae).

Mikroba yang berperan dalam proses biologis aerobic antara lain :

Ø Bakteri

Ø Fungi

Ø Protozoa dan Rotifera

Ø Algae

2. JENIS TEKNOLOGI PENGOLAHAN AIR LIMBAH BIOLOGIS AEROBIC

Jenis teknologi pengolahan air limbah biologis aerobic, dibagi dalam kategori tata cara pemberian oksigennya dan bentuk pertumbuhan mikrobianya.

Pemberian oksigen adalah dengan cara :

Ø Alamiah

Ø Mekanis

Pemberian oksigen secara alamiah, adalah :

  • Kolam oksidasi (oxidation pond)

  • Trickling filter

  • Intermittent sand filter

  • Kolam tanaman.

Pemberian oksigen secara mekanis, adalah :

  • Lumpur aktif

  • Submerged bio-filter

Bentuk pertumbuhan mikroba, adalah ;

  • Sistem pertumbuhan tercampur ( suspended growth)

  • Sistem pertumbuhan melekat (attached growth/immobilized growth)

Teknologi dengan pertumbuhan tercampur, adalah :

  • Activated sludge (lumpur aktif)

  • Aerated pond (kolam aerasi).

Yang termasuk attached growth ( pertumbuhan melekat) adalah :

  • Trickling filter

  • RBC ( Rotating Biological Contactor)

  • Intermittent sand filter

  • Submerged fixed bio-filter

  • Fluidized bed filter

  • Kolam tanaman

Jenis Teknologi Pengolahan Air Limbah Biologis Aerobic


1. Kolam Oksidasi

Kolam oksidasi adalah bentuk reaktor pengolahan air limbah secara biologis aerobic yang paling sederhana. Reaktor berbentuk kolam biasa, dari tanah yang digali dan air limbah dimasukkan kedalamnya dengan suatu waktu tinggal tertentu (sekitar 7-10 hari. Kedalaman kolam tidak lebih dari 1,0 m (0,4 – 1,0 m).

Pemenuhan oksigen dapat diperoleh dari :

Ø Absorpsi ke permukaan air di kolam melalui proses difusi

Ø Adanya mixing/pengadukan pada permukaan kolam akibat pengaruh angin dan permukaan kolam yang cukup luas

Permasalahan dari Kolam Oksidasi antara lain :

· Membutuhkan lahan yang luas

· Efisiensi penurunan zat organik sangat terbatas, (influen + 200 mg/lt BOD, efluen + 50 mg/l BOD) dan masih mengandung zat padat tersuspensi yang tinggi dari adanya algae (100 – 200 mg/l).

· Efisiensi tidak stabil (menurun pada malam hari) karena proses photosyntesa terhenti.

Kolam oksidasi ini biasanya digunakan untuk proses pemurnian air limbah setelah mengalami proses pendahuluan. Fungsi utamanya adalah untuk penurunan kandungan bakteri yang ada dalam air limbah setelah pengolahan.


2. Kolam tanaman

Sistem pengolahan air limbah secara biologis aerobic, dapat dilakukan juga dengan memanfaatkan tanaman air. Seperti halnya kolam oksidasi, kolam tanaman ini juga digunakan untuk pengolahan tahap ke-II , karena terbatasnya kemampuan mengolah beban organik yang tinggi. Suplai oksigen juga dari proses photosyntesa. Seringkali juga ditambahkan aerasi mekanis dengan kapasitas terbatas.

  1. Kolam aerasi

Kolam aerasi secara kontruksi masih mendekati kolam oksidasi. Tetapi kedalamannya jauh lebih besar, yaitu 3-4 m. waktu tinggal lebih pendek (2-5 hari). Kolam aerasi ini ada yang dioperasikan secara aerobic penuh, tetapi juga ada yang secara fakultatif yaitu lumpur yang merupakan pertumbuhan massa mikroba dibiarkan mengendap di dalam kolam itu sendiri dan mengalami degradasi secara proses anaerobic. Sementara yang dioperasikan secara aerobic penuh dibutuhkan kolam tambahan yang terpisah untuk mengendapkan lumpur. Suplai oksigen diperoleh dari aerator mekanis Photosyntesa dari keberadaan algae

Permasalahan dalam kolam aerasi antara lain :

  • Masih membutuhkan lahan yang luas, walaupun lebih kecil jika dibandingkan dengan kolam oksidasi

  • Membutuhkan energi yang besar, karena disamping untuk suplai oksigen juga untuk pengadukan secara sempurna, khususnya yang aerobic penuh.

  1. Proses lumpur aktif

Merupakan proses pengolahan secara biologis aerobic dengan mempertahankan jumlah massa mikroba dalam suatu reaktor dan dalam keadaan tercampur sempurna. Suplai oksigen adalah mutlak dari peralatan mekanis, yaitu aerator dan blower, karena selain berfungsi untuk suplai oksigen juga dibutuhkan pengadukan yang sempurna. Perlakuan untuk memperoleh massa mikroba yang tetap adalah dengan melakukan resirkulasi lumpur dan pembuangan lumpur dalam jumlah tertentu. Pengaturan jumlah massa mikroba dalam sistem lumpur aktif dapat dilakukan dengan baik dan relatif mudah karena pertumbuhan mikroba dalam kondisi tersuspensi sehingga dapat terukur dengan baik melalui analisa laboratorium. Tetapi jika dibandingkan dengan sistem sebelumnya operasi sistem ini jauh lebih rumit. Khususnya untuk limbah industri dengan karakteristik khusus.

Permasalahan dalam lumpur aktif antara lain :

  • Membutuhkan energi yang besar

  • Membutuhkan operator yang terampil dan disiplin dalam mengatur jumlah massa mikroba dalam reaktor

  • Membutuhkan penanganan lumpur lebih lanjut.

  1. Proses dengan pertumbuhan melekat

Proses dengan pertumbuhan melekat juga dikenal dengan metode bio-filter. Massa mikroba tumbuh berkembang melekat pada media. Media ini bisa berupa batu atau media artifisial berupa plastik atau PE. Suplai oksigen dapat dilakukan melalui aliran udara alami dengan metode aliran yang menetes (trickling) kebawah atau melalui peralatan mekanis (submersible aerator atau diffuser yang disuplai oleh blower). Dengan mengandalkan aliran udara alami media selalu dalam keadaan kering (tidak terendam air), sedangkan dengan peralatan mekanis media dalam keadaan terendam (submerged).

Massa mikroba yang mengalami kematian akan terlepas dari media dan terbawa aliran effluen. Dengan demikian pada metode bio-filter ini juga diperlukan tangki pengendapan untuk memisahkan bio-solid yang terbawa aliran efluen.

Dari segi operasional metode bio-filter ini lebih sederhana dari pada metode lumpur aktif dan membutuhkan area yang lebih kecil jika dibandingkan dengan kolam aerasi.

Tetapi problem yang utama sulit adalah sulit mengendalikan jumlah massa mikroba di reaktor (media bio-filter), terutama jika terjadi perubahan beban organik dari air limbah yang diolah.


PROSES PENGOLAHAN AIR LIMBAH INDUSTRI PENGOLAHAN IKAN

Pada pengolahan limbah pengolahan ikan dalam kasus ini adalah dengan secara biologis aerobic, dilakukan dengan menambahkan lumpur aktif yang telah dibiakan pada limbah. Proses ini dilakukan menggunakan suatu reaktor system batch untuk proses Lumpur aktif. Reactor ini terdiri dari 4 kompartement dan dilengkapi dengan diffuser untuk aerasi dengan udara. Agar terjadi percampuran sempurna dengan mekanisme aerasi, dasar reactor dibuat mengecil berbentuk trapesium terbalik, (Gambar 1)



Pembiakan biomassa sebagai persediaan penyediaan lumpur aktif, mempergunakan mikroorganisme yang berasal dari limbah domestik, diambil dari saluran imhofftank. Pertumbuhan mikroorganisme akan berjalan baik apabila tersedia nutrisi yang cukup, yaitu nitrogen dan phosphor yang berperan dalam sintesa sel sebanding dengan bahan organik yang biodegrable yang terdapat dalam air buangan. Sebagai makanan disediakan substrat buatan terdiri dari glukosa (gula), NaNO3, KH2PO4, CaCL2.2H2O, MgSO4.7H2O dan FeCl3 yang menghasilkan perbandingan BOD:N:P = 150:5:1.

Pekerjaan ini dimulai dengan memberikan air limbah dalam jumlah yang kecil, dan apabila mikroorganisme telah tumbuh, secara bertahap, jumlah air limbah diperbesar perbandingannya terhadap substrat buatan, sampai pada akhirnya hanya tinggal semata-mata air limbah. Untuk mengetahui ada tidaknya pertumbuhan mikroorganisme ini, dilakukan dengan pengamatan oksigen terlarutnya (DO). Pada saat pemberian air limbah, DO akan turun. Setelah beberapa waktu diaerasi, DO akan berangsur-angsur naik, dan suatu saat akan kembali seperti DO semula menandai proses asimilasi telah selesai dan mikroorganisme telah tumbuh.

Sebelum melakukan proses pengolahan, dilakukan analisa pendahuluan terhadap air limbah yang dilakukan untuk mengetahui kadar BOD dan COD yang ada dalam air limbah. Disamping iti juga dilakukan analisa terhadap kadar nitrogen dan fospor. Data kadar nitrogen dan fospor bisa digunakan untuk menentukan jumlah nitrogen dan fospor yang harus ditambahkan kedalam air limbah.

Pada prinsipnya proses lumpur aktif terdiri dari dua bak yaitu bak aerasi dan bak pengendap. Dalam bak aerasi ini terjadi reaksi penguraian bahan organic dalam air limbah secara biokimiawi oleh mikroorganisme dalam keadaan cukup oksigen. Skema proses Lumpur aktif selegkapnya tersaji pada gambar (2) dibawah ini.




Proses pengolahan limbah secara biologi aerob dilakukan dengan menambahkan lumpur aktif yang baru dibiakan (MLSS = mix liquor suspended solid) kedalam bak aerasi.

Air limbah bersama lumpur aktif masuk dalam bak aerasi dimana dalam bak tersebut dimasukan oksigen secara terus menerus. Dalam reactor tersebut terjadi proses penguraian zat-zat organik yang terdapat dalam air limbah oleh mikroorganisme secara biokimia. Mikroorganisme melakukan hidrolisa dari bahan organik tersebut dengan menggunakan hidrolik enzim. Kemudian dengan reaksi kosidasi enzim yang berturut-turut zat organik itu diuraikan menjadi senyawa yang lebih sederhana sehingga dapat dimineralisasikan menjadi CO2 dan H2O. pada saat yang bersamaan mikroba itu berkembak biak sendiri berkat energi yang didapat pada waktu peruraian. Didalam proses ini mikoorganisme mengeluarkan zat kental yang akhirnya membentuk floc dan mengental. Dengan cara ini COD dalam air keluaran akan menjadi turun. Jika waktu tinggal diteruskan karena masih ada kemungkinan naiknya penurunan kadar COD sampai dicapai suatu keadaan dimana makanan telah habis sehingga mikroorganisme banyak yang mati yang menyebabkan penurunan COD menjadi lebih rendah dari sebelumnya.

Disamping itu dari proses perombakan bahan organik tersebut, karbon yang dihasilkan dimanfaatkan oleh mikroorganisme untuk pertumbuhan sehingga dihasilkan sel-sel baru. Efisiensi proses perombakan zat-zat organic ini sangat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain seperti perbandingan antara beban COD air limbah dengan jumlah populasi mikroorganisme yang terdapat dalam lumpur aktif, keadaan fisiologis mikroorganisme, kepadatan populasi, ukuran milroorganisme dan factor-faktor lingkungan.

Dalam proses kali ini dengan menggunakan Lumpur aktif mikroorganisme mendapatkan makanan yang cukup dari substrat organik yang tersedia dalam air limbah untuk didegradasi. Sedang jika populasi mikroorganisme banyak, yang menyebabkan substrat organik yang dapat didegradasi kurang cukup (kekurangan makanan). Hal ini menyebabkan pertumbuhan mikroorganisme menjadi lebih lambat dan karena kekurangan makanan flokulasi sukar terjadi sehingga penurunan kadar COD-nya rendah.

Dalam pengolahan air limbah diharapkan pertumbuhan bakteri yang heterogen sebagaimana yang terdapat dialam karena pertumbuhan yang ada dalam bak aerasi akan sangat menentukan efisiensi penyisihan substrat dalam pengolahan substrat dalam proses pengolahan air limbah. Adapun factor-factor yang mempengaruhi pertumbuhan mikroorganisme antara lain oksigen (minimum 0.2 dan 0.6 mg/l), temperature (bakteri ;25-370C, dan protozoa ; 25-300C), pH (6.8-8), nutrient (karbon,nitrogen,fospor,dan unsure lainya).

Pertumbuhan disebut juga sebagai sintesa biomassa ditunjukan dengan kenaikan komponen tertentu seperti ATP (Eckenfelder, 1992). Pertambahan massa bukan ukuran yang tepat untuk menentukan pertumbuhan karena pertambahan massa bisa juga termasuk peristiwa akumulasi dan penyimpanan dalam sel. Kadang terdapat kenaikan berat tanpa terjadi pertumbuhan yang nyata.

Setelah mengalami pengolahan limbah secara biologi aerobic dengan Lumpur aktif , limbah hasil dari limbah pengolahan ikan dapat memenuhi standar untuk dibuang ke lingkungan dan tidak berbahaya bagi lingkungan.


DAFTAR PUSTAKA

Anonim. Limbah. http://id.wikipedia.org/wiki/Limbah.

Anonim.Pencemaran.http://www.dephut.go.id/INFORMASI/SETJEN/PUSSTAN/info_5_1_0604/isi_5.htm

Anonim. 2008. Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL).http://www.lenn-biz.com/?q=ipal

Anonim. 2002. Membangun Instalasi Pengolahan Air Limbah. http://www.korantempo.com/news/

Hutagalung, Michael. 2007. Teknologi Pengolahan Sampah.

http://www.majarikanayakan.com/2007/12/teknologi-pengolahan-sampah

Subagyo, Ir, MSc. 2008. Biological Unit Process. Materi Kuliah Pengolahan Air Limbah Jurusan Ilmu Kelautan Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan Universitas Diponegoro Semarang.

2 komentar:

tyas_ramdan mengatakan...
Komentar ini telah dihapus oleh pengarang.
tyas_ramdan mengatakan...

kalau penjual lumpur aktif di daerah jawa barat dimana ya? mohon infonya..