Teknologi Pengolahan Air Limbah

Di dalam proses pengolahan air limbah domestik ataupun air limbah industri khususnya yang mengandung polutan senyawa organik, teknologi yang digunakan sebagian besar mengunakan aktifitas mikro-organisme untuk menguraikan senyawa polutan organik tersebut. Proses ini biasa disebut “Proses Biologi”.  
Proses pengolahan limbah secara biologis tersebut dapat dilakukan pada kondisi aerobik (dengan udara), kondisi anaerobik (tanpa udara) atau kombinasi anaerobik dan aerobik.

Proses biologis aerobik biasanya digunakan untuk pengolah air limbah dengan beban BOD (Biological Oxygen Demands: kebutuhan oksigen oleh mikroorganisme untuk menetralisir bahan-bahan sampah  dalam air melalui proses oksidasi  biologis secara dekomposisi aerobic) yang tidak terlalu besar, sedangkan proses biologis anaerobik digunakan untuk pengolahan air limbah dengan beban BOD yang sangat tinggi.

KLASIFIKASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH:

• Pengolahan pertama (primary treatment)
• Pengolahan kedua (secondary treatment)
• Pengolahan ketiga (tertiery treatment)

A. Primary Treatment
Tujuan pengolan pertama ini adalah untuk menghilangkan zat padat tercampur melalui pengendapan atau pengapungan. Primary treatmen dilakukan dengan dua metode utama, yaitu pengolahan secara fisika dan pengolahn secara kimia. Pengolah secara kimia yaitu mengendapkan bahan padatan dengan penambahan bahan kimia.  Pengolahn secara fisika dimungkinkan bila bahan kasar yang diolah dengan pengendapan atau pengapungan. Bahan kimia (koagulan) yang dipakai diantaranya: aluminium sulfat (tawas), Natrium hidroksida, Soda abu, soda api, feri sulfat, feri chlorida dan lain-lain. Dengan adanya pengendapan ini maka akan mengurangi kebutuhan oksigen pada pengolahan biologis berikutnya dan pengendapan yang terjadi adalah pengendapan secara grafitasi. 

B.      Secondary Treatment

Pengolahan kedua menurunkan BOD  terlarut yang tidak terolah pada pengolahan pertama, dan pengolahan terhadap Suspensi Solid (ialah semua zat padat seperti pasir, lumpur, tanah liat atau Partikel-partikel yang tersuspensi dalam air dan dapat berupa komonen hidup / biotik seperti fitoplankton, zooplankton, bakteri, fungi ataupun komponen mati/ abiotik seperti detrius dan partikel-partikel anorganik).

Khusus untuk limbah domestik, tujuan utamanya adalah mengurangi bahan organik dan dalam banyak hal juga menghilangkan nutrisi seperti Nitrogen dan Fosfor. Proses penguraian bahan organik dilakukan oleh microorganisme secara aerobic atau anaerobic. Treatment kedua pada umumnya melibatkan proses biologi dengan tujuan untuk mengurangi atau menghilangkan bahan organik mikroorganisme yang ada dalam air limbah. Untuk proses biologi ini banyak digunakan reaktor lumpur aktif atau “trickilling filter”, lumpur aktif (activated sludge)  yaitu lumpur yang banyak mengandung bakteri pengurai.

1.       Proses aerobik

Biasanya dilakukan dengan bantuan lumpur aktif, maka air limbah yang telah ditambahkan pada tangki aerasi dengantujuan untuk memperbanyak jumlah bakteri secara cepat agar proses biologis dalam menguraikan bahan organik berjalan cepat. Terdapat 2 hal penting dalam proses ini, yakni proses pertumbuhan bakteri dan proses pertambahan oksigen.  Bakteri akan berkembang biak apabila jumlah makanan didalamnya cukup tersedia, sehingga pertumbuhan bakteri dapat dipertahankan secara konsisten. Setelah makanan habis dipergunakan, maka jumlah kematian akan lebih besar dari jumlah pertumbuhannya, dan pada saat bakteri menggunakan energi simpanan ATP untuk pernapasannya sampai ATP habis dan kemudian akan mati.  

Pada prakteknya ada 2 cara untuk menambahkan oksigen kedalam air limbah yaitu,

1. Memasukkan udara ke dalam air melalui benda porous atau nozzle ( udara yang dimasukan ke  dalam air limbah melalui pompa tekan).
2. Memaksa air ke atas untuk berkontak dengan oksigen dilakukan dengan menggunakan pemutaran baling-baling (aerator) yang diletakkan pada permukaan air limbah. Akibat dari pemutaran ini, air limbah akan terangkat ke atas dan kontak langsung dengan udara sekitarnya. Biasanya bila terdapat senyawa Nitrat organik, hasil akhir juga mengandung senyawa Nitrat dan terjadi penurunan pH.

2.       Proses Anaerobik

Zat organik diuraikan tanpa kehadiran oksigen.  Hasil akhir yang dominan dari proses anaerobik ialah biogas (campuran methane dan carbon dioksida), uap air serta sedikit exces sluges.

C.      Tertiary Treatment

Merupakan kelanjutan dari pengolahan kedua.  Umumnya pengolahn ini untuk menghilangkan nutrisi/  unsur hara khususnya nitrat dan fosfat. Disamping itu juga pada tahapan ini bisa dilakukan pemusnahan mikroorganisme pathogen dengan penambahan Chlor pada air limbah. Pengolahn tingkat lanjutan/ khusus ini ditujukan terutama untuk menghilangkan senyawa anorganik, diantarany a calsium, kalium sulfat, nitrat, phospor dan lain lain senyawa kimia organik. Proses-proses kimia, fisika dan biologis yang terjadi pada pengolahan tingkat lanjut ini antara lain: filtrasi, destilasi, pengapungan dan lain-lain. Proses kimia meliputi absorbsi karbon aktif, pengendapan kimia, oksidasi dan reduksi. Sedangkan proses biologis melalui bakteri, algae nitrifikasi.

D.      Pengolahan Lanjut

Dari setiap pengolahan air limbah, maka hasilnya adalah berupa lumpur yang perlu dilakukan pengolahan secara khusus, agar lumpur tersebut dapat dimanfaatkan kembali.  Pengolahn lumpur yang masih sedikit mengandung bahan nitrogen dan mempermudah proses pengangkutan, maka diperlukan beberapa tahap pengolahan antara lain:   

a.      Proses pemekatan

b.      Proses penstabilan

c.       Proses pengaturan

d.      Proses pengurangan air

e.      Proses pengeringan

f.        Proses pembuangan

**(Diringkas dari buku "Dasar-dasar Teknologi Pengolah Air Limbah - oleh Asmadi Suharno")