Pengolahan Air Limbah: Mengenal Proses Pemurnian Air Cair di Dalam Sistem Terpusat

Dipublikasikan oleh Dias Perdana Putra

27 Maret 2024, 05.36

Air limbah dari proses industri dapat diubah di instalasi pengolahan menjadi air padat dan air yang diolah untuk digunakan kembali. (wikipedia.en)

Pengolahan air limbah

Pengolahan air limbah adalah suatu proses yang menghilangkan dan mengurangi kontaminan dari air limbah sehingga dapat dikembalikan ke siklus air atau digunakan kembali untuk berbagai tujuan (reklamasi air). Proses ini terjadi di instalasi pengolahan air limbah yang sesuai dengan jenis air limbah yang diolah. Untuk air limbah domestik, proses pengolahan dilakukan di instalasi pengolahan limbah yang juga dikenal sebagai pengolahan limbah kota. Sedangkan untuk air limbah industri, pengolahan dilakukan di instalasi pengolahan air limbah industri atau di instalasi pengolahan limbah setelah beberapa tahapan awal pengolahan.

Proses pengolahan air limbah meliputi berbagai tahapan seperti pemisahan fasa (seperti sedimentasi), proses biologis, proses kimia (seperti oksidasi), atau pemolesan. Produk sampingan utama dari pengolahan air limbah adalah lumpur, yang biasanya juga diolah di instalasi pengolahan air limbah. Selain itu, biogas juga dapat dihasilkan sebagai produk sampingan jika proses pengolahan anaerobik digunakan. Air limbah yang telah diolah dapat digunakan kembali sebagai air reklamasi.

Tujuan utama dari pengolahan air limbah adalah agar air limbah yang telah diolah dapat dibuang atau digunakan kembali dengan aman. Bangladesh telah meresmikan pabrik pengolahan limbah tunggal terbesar di Asia Selatan, yang berlokasi di kawasan kota Khilgaon. Pabrik ini memiliki kapasitas untuk mengolah lima juta limbah per hari, dan merupakan langkah penting dalam mengatasi tantangan pengelolaan air limbah di negara tersebut.Perlu dicatat bahwa istilah "pengolahan air limbah" sering digunakan secara luas untuk mengacu pada "pengolahan limbah" secara umum.

Jenis instalasi pengolahan

Ada beragam jenis instalasi pengolahan air limbah yang dibedakan berdasarkan jenis air limbah yang akan diolah. Proses pengolahan air limbah bervariasi tergantung pada jenis dan tingkat kontaminasinya. Tahapan pengolahan mencakup proses fisik, kimia, dan biologi. Beberapa jenis instalasi pengolahan air limbah meliputi pabrik pengolahan limbah, instalasi pengolahan air limbah industri, instalasi pengolahan air limbah pertanian, dan instalasi pengolahan lindi. Setiap jenis instalasi memiliki peran penting dalam menjaga kualitas air dan lingkungan yang sehat.

Instalasi pengolahan limbah

Pengolahan air limbah, juga dikenal sebagai pengolahan air limbah domestik atau pengolahan air limbah kota, merupakan suatu proses yang bertujuan untuk menghilangkan kontaminan dari limbah agar limbah tersebut aman untuk dibuang ke lingkungan sekitar atau untuk digunakan kembali. Limbah yang diolah dapat berasal dari rumah tangga, bisnis, dan mungkin juga air limbah industri yang telah diolah sebelumnya. Ada berbagai proses pengolahan limbah yang dapat dipilih, mulai dari sistem terdesentralisasi hingga sistem terpusat yang melibatkan jaringan pipa dan stasiun pompa.

Proses pengolahan limbah sering melibatkan dua tahap utama, yaitu pengolahan primer dan sekunder, dengan kemungkinan adanya tahap pengolahan tersier. Pengolahan sekunder biasanya melibatkan proses biologis aerobik atau anaerobik untuk mengurangi bahan organik dalam limbah. Ada juga langkah pengolahan kuartal yang dapat ditambahkan untuk menghilangkan polutan mikroorganik, seperti obat-obatan.

Terdapat berbagai teknologi pengolahan limbah yang telah dikembangkan, sebagian besar menggunakan proses biologis. Ketika memilih teknologi yang sesuai, insinyur desain dan pengambil keputusan perlu mempertimbangkan kriteria teknis dan ekonomi, seperti kualitas limbah yang diinginkan, perkiraan biaya konstruksi dan pengoperasian, ketersediaan lahan, kebutuhan energi, dan aspek keberlanjutan.

Di berbagai negara di dunia, tingkat pengolahan limbah sangat tidak setara. Negara-negara berpendapatan tinggi cenderung memiliki tingkat pengolahan limbah yang lebih tinggi daripada negara-negara berkembang. Meskipun diperkirakan bahwa sekitar 52% limbah diolah secara global, negara-negara berkembang hanya mengolah sekitar 4,2% limbah mereka. Hal ini menunjukkan adanya ketimpangan dalam akses dan kemampuan untuk melakukan pengolahan limbah di seluruh dunia.

Instalasi pengolahan air limbah industri

Pengolahan air limbah industri adalah proses yang digunakan untuk mengolah air limbah yang dihasilkan oleh industri sebagai produk sampingan yang tidak diinginkan. Setelah melalui proses pengolahan, air limbah industri yang telah diolah dapat digunakan kembali atau dibuang ke sistem saluran pembuangan sanitasi atau ke air permukaan di lingkungan.

Fasilitas industri seperti kilang minyak bumi, pabrik kimia, dan petrokimia umumnya memiliki fasilitas khusus untuk mengolah air limbah mereka. Hal ini dilakukan agar konsentrasi polutan dalam air limbah yang diolah memenuhi peraturan mengenai pembuangan air limbah ke saluran pembuangan atau ke lingkungan alam seperti sungai, danau, atau lautan. Proses pengolahan air limbah industri sangat penting bagi industri yang menghasilkan air limbah dengan konsentrasi bahan organik tinggi, polutan beracun, atau nutrisi seperti amonia.

Beberapa industri memasang sistem pra-pengolahan untuk menghilangkan beberapa polutan sebelum air limbahnya diolah lebih lanjut. Selain itu, tren terkini dalam industri adalah meminimalkan produksi air limbah atau mendaur ulang air limbah yang telah diolah dalam proses produksi. Beberapa industri telah berhasil mendesain ulang proses manufaktur mereka untuk mengurangi atau bahkan menghilangkan polutan dalam air limbah mereka.

Berbagai industri menghasilkan air limbah, termasuk manufaktur baterai, kimia, pembangkit listrik, makanan, besi dan baja, pengerjaan logam, pertambangan, industri nuklir, ekstraksi minyak dan gas, penyulingan minyak bumi dan petrokimia, farmasi, pulp dan kertas, peleburan, tekstil, serta industri pengolahan dan pengawetan kayu. Proses pengolahan air limbah industri meliputi pengolahan air garam, penghilangan padatan, penghilangan minyak dan lemak, penghilangan bahan organik yang dapat terbiodegradasi, penghilangan bahan organik lainnya, penghilangan asam dan basa, serta penghilangan bahan beracun.

Instalasi pengolahan air limbah pertanian

Pengolahan air limbah pertanian adalah upaya pengelolaan dalam pertanian yang bertujuan untuk mengendalikan polusi dari operasi hewan yang dikurung dan dari limpasan permukaan yang mungkin terkontaminasi oleh bahan kimia dalam pupuk, pestisida, bubur hewan, sisa tanaman, atau air irigasi. Hal ini diperlukan untuk memastikan operasi hewan terbatas yang berkelanjutan seperti produksi susu dan telur tidak menyebabkan pencemaran lingkungan.

Proses pengolahan air limbah pertanian dapat dilakukan di pabrik dengan menggunakan unit pengolahan mekanis yang mirip dengan yang digunakan untuk pengolahan air limbah industri. Namun, jika lahan tersedia, penggunaan kolam, kolam pengendapan, dan laguna fakultatif mungkin lebih ekonomis untuk kondisi penggunaan musiman seperti siklus pembiakan atau panen.

Bubur hewan biasanya diolah dengan cara dikurung di laguna anaerobik sebelum dibuang dengan cara disemprotkan atau diteteskan ke padang rumput. Lahan basah buatan juga kadang-kadang digunakan untuk membantu dalam pengolahan kotoran hewan.

Sumber polusi non-titik termasuk limpasan sedimen, limpasan unsur hara, dan pestisida. Sementara itu, sumber pencemaran utama meliputi kotoran hewan, cairan silase, limbah tempat pemerahan susu (peternakan sapi perah), limbah pemotongan hewan, air cucian sayuran, dan air kebakaran. Banyak peternakan juga menghasilkan polusi non-titik dari limpasan permukaan yang tidak terkontrol melalui instalasi pengolahan.

Proses unit

Proses unit dalam pengolahan air limbah melibatkan berbagai langkah, termasuk proses fisik dan biologis. Salah satu langkah awal dalam pengolahan air limbah adalah pemisahan padatan dari cairan, yang sering dilakukan melalui proses sedimentasi. Dalam proses ini, bahan terlarut secara bertahap diubah menjadi flok biologis atau biofilm, yang kemudian diendapkan atau dipisahkan untuk meningkatkan kemurnian aliran limbah.

Pemisahan fase merupakan langkah penting lainnya, yang melibatkan memindahkan pengotor ke fasa non-air seperti minyak dan gemuk. Padatan yang dihasilkan sering kali memerlukan pengeringan lumpur di instalasi pengolahan air limbah, dan pilihan pembuangan padatan kering bervariasi tergantung pada jenis dan konsentrasi kotoran yang dihilangkan dari air limbah.

Sedimentasi adalah proses utama dalam pengolahan limbah di mana padatan seperti batu, pasir, dan debu dapat dihilangkan dari air limbah secara gravitasi. Padatan yang lebih berat dari air akan mengendap di dasar tangki pengendapan primer, sementara padatan yang lebih ringan akan diangkat ke tahap pengolahan berikutnya. Proses sedimentasi ini juga umum digunakan dalam pengolahan berbagai jenis air limbah lainnya.

Dalam cekungan pengendapan yang tenang, padatan yang lebih berat akan mengendap di dasar, sementara minyak yang mengambang akan dihilangkan secara bersamaan menggunakan skimmer, seperti sisa sabun atau benda padat lainnya. Beberapa wadah, seperti pemisah minyak-air API, dirancang khusus untuk memisahkan cairan non-polar.

Proses biologis dan kimia

Oksidasi
Oksidasi adalah proses yang mengurangi kebutuhan oksigen biokimia dalam air limbah, serta dapat mengurangi toksisitas beberapa kontaminan. Pengolahan sekunder melibatkan transformasi senyawa organik menjadi karbon dioksida, air, dan biosolid melalui reaksi oksidasi dan reduksi. Oksidasi kimia juga sering digunakan untuk tujuan desinfeksi.

Oksidasi Biokimia (Perlakuan Sekunder)
Pengolahan sekunder, yang sering kali merupakan bagian dari pengolahan air limbah biologis, bertujuan untuk menghilangkan bahan organik yang dapat terbiodegradasi dari limbah atau air limbah sejenis. Proses ini bertujuan mencapai tingkat kualitas limbah tertentu di instalasi pengolahan limbah, sehingga dapat dibuang atau digunakan kembali dengan aman. Proses biologis dalam pengolahan sekunder dilakukan oleh mikroorganisme dalam kondisi aerobik atau anaerobik, tergantung pada teknologi pengolahannya. Bakteri dan protozoa mengonsumsi kontaminan organik larut yang dapat terbiodegradasi sambil bereproduksi, membentuk sel-sel padatan biologis. Pengolahan sekunder diterapkan secara luas dalam pengolahan limbah, termasuk dalam konteks air limbah pertanian dan industri.

Oksidasi Kimia
Proses oksidasi tingkat lanjut digunakan untuk menghilangkan beberapa polutan organik yang persisten dan konsentrasi yang tersisa setelah oksidasi biokimia. Disinfeksi dengan oksidasi kimia dilakukan dengan menambahkan radikal hidroksil seperti ozon, klorin, atau hipoklorit ke dalam air limbah, yang kemudian memecah senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana seperti air, karbon dioksida, dan garam.

Perawatan Anaerobik
Proses pengolahan air limbah anaerobik, seperti UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) dan EGSB (Expanded Granular Sludge Bed), juga umum diterapkan dalam pengolahan air limbah industri dan lumpur biologis. Metode ini mengandalkan proses biologis tanpa kehadiran oksigen untuk menguraikan bahan organik dalam air limbah.

Disadur dari: https://en.wikipedia.org/wiki/Wastewater_treatment