Penentuan kadar total padatan tersuspensi ( TSS ) dan sulfida ( S2- ) dari air limbah inlet dan outlet PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tinjauan Umum
Air merupakan sumber daya alam yang diperlukan untuk hajat hidup orang
banyak, bahkan oleh semua makhluk hidup. Oleh karena itu, sumber daya air
harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan dengan baik oleh manusia serta
makhluk hidup yang lain. Pemanfaatan air untuk berbagai kepentingan harus
dilakukan secara bijaksana, dengan memperhitungkan kepentingan generasi
sekarang maupun generasi mendatang. Aspek pengamatan dan pelestarian sumber
daya air harus ditanamkan pada segenap pengguna air ( Effendi, 2003).
Saat ini, masalah utama yang dihadapi oleh sumber daya meliputi
kuantitas air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan yang terus meningkat
dan kualitas air untuk keperluan domestik ynag semakin menurun. Kegiatan
industri, domestik dan kegiatan lain yang berdampak negatif terhadap sumber
daya air antara lain menyebabkan penurunan kualitas air. Kondisi dapat
menimbulkan gangguan, kerusakan dan bahaya bagi makhluk hidup yang
bergantung pada sumber air. Oleh karena itu, diperlukan pengelolaan dan
perlindungan sumber daya air secara seksama.
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No 20 tahun 1990 TENTANG
Pengendalian Pencemaran Air mendefinisikan beberapa peristilah berikut :
Universitas Sumatera Utara
1. Air, meliputi semua air yang terdapat di dalam atau berasal dari sumber air
yang terdapat diatas permukaan tanah. Air yang terdapat di bawah
permukaan tanah dan air laut tidak termasuk dalam pengertian ini
2. Kualitas air, yaitu sifat air dan kandungan makhluk hidup, zat, energi atau
komponen lain didalam air (kualitas air dinyatakan dengan beberapa
parameter) yaitu parameter fisika (suhu, kekeruhan, padatan terlarut dan
sebagainya) parameter kimia (pH, oksigen terlarut, BOD, COD, kadar
logam dan lain sebagainya)
3. Pencemar air, yaitu masuk atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi
dan atau komponen lain kedalam air oleh kegiatan manusia sehingga
kualitas air menurun sampai ketingkat tertentu yang menyebabkan tidak
lagi berfungsi sesuai dengan peruntukannya
4. Baku mutu air, yaitu batas atau kadar makhluk hidup, zat, energi atau
komponen lain yang ada atau harus ada dan atau unsur pencemaran yang
dapat
ditenggang
dalam
sumber
air
tertentu,
sesuai
dengan
peruntukkannya
5. Baku mutu limbah cair, yaitu batas kadar jumlah unsur pencemar yang
dapat ditenggang keberadaannya didalam limbah cair dari suatu jenis
kegiatan tertentu yang akan dibuang.
6. Beban pencemaran, yaitu jumlah suatu parameter pencemaran yang
terkandung dalam sejumlah air atau limbah.
7. Daya tampung beban pencemaran, yaitu kemampuan air dalam sumber air
untuk menerima beban pencemaran limbah tanpa mengakibatkan
Universitas Sumatera Utara
penurunan kualitas air sehingga melewati baku mutu air yang ditetapkan
sesuai peruntukkannya
8. Pengendalian, yaitu upaya pencegahan dan penanggulangan dan
pemulihan.
Adapun penggolongan air menurut peruntukannya adalah sebagai berikut :
1.
Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara
langsung, tanpa pengolahan terlebih dahulu
2.
Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum
3.
Golongan C, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan
dan peternakan
4.
Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian,
usaha perkotaaan, industri dan pembangkit tenaga listrik air (Effendi,
2003).
2.2. Limbah Cair
Limbah cair merupakan gabungan atau campuran dari air dan dan bahan – bahan
pencemar yang terbawa oleh air, baik dalam keadaan terlarut maupun tersuspensi
yang terbuang dari sumber domestik, sumber industri, dan pada saat tertentu
tercampur dengan air tanah, air permukaan, atau air hujan (Soeparman, 2001).
Limbah cair bersumber dari pabrik yang biasanya banyak menggunakan
air dalam sistem prosesnya. Di samping itu bahan baku mengandung air sehingga
dalam proses pengolahannya air harus dibuang. Air terikut dalam proses
pengolahan kemudian dibuang; misalnya ketika dipergunakan untuk pencuci suatu
Universitas Sumatera Utara
bahan sebelum diproses lanjut. Air ditambah bahan kimia tertentu kemudian di
proses dan setelah itu dibuang (Gintings, 1992).
Adanya benda – benda asing yang mengakibatkan air tersebut tidak dapat
digunakan sesuai dengan peruntukannya secara normal disebut dengan
pencemaran air. Karena kebutuhan makhluk hidup akan air sangat bervariasi,
maka batas pencemaran untuk berbagai jenis air juga berbeda (Kristanto,2004).
Air dari pabrik membawa sejumlah padatan dan partikel baik yang larut
maupun mengendap. Bahan ini ada yang kasar dan halus. Air yangmengandung
senyawa kimia beracun dan berbahaya mempunyai sifat tersendiri. Air limbah
yang telah tercemar memberikan ciri yang dapat diidentifikasi secara visual dapat
diketahui dari kekeruhan, warna air, rasa, bau yang ditimbulkan. Sedangkan
identifikasi secara laboratorium, ditandai dengan perubahan sifat kimia air dimana
air telah mengandung bahan kima beracun dan berbahaya dalam konsentrasi yang
melebihi batas yang dianjurkan.
Jenis industri menghasilkan limbah cair diantaranya adalah industri –
industri pulp dan rayon, minyak kelapa sawit,minyak goreng, kertas, tepung
tapioka dan tekstil. Dimana jumlah limbah yang dikeluarkan masing – masing
industri ini tergantung pada banyaknya produksi yang dihasilkan serta jenis
produksinya. Industri pulp dan rayon menghasilkan limbah air sebanyak 30 m3
setiap ton pulp yang diproduksi (Gintings,1992).
Karakteristik limbah cair dapat diketahui menurut sifat – sifat dan
karakteristik fisika, kimia dan biologis. Studi karakteristik limbah perlu dilakukan
agar dapat dipahami sifat – sifat tersebut serta konsentrasinya dan sejauh mana
tingkat pencemaran dapat ditimbulkan limbah terhadap lingkungan.
Universitas Sumatera Utara
Dalam menentukan karakteristik limbah maka ada 3 jenis sifat yang harus
diketahui yaitu :
Sifat fisik
Sifat kimia
Sifat biologis
2.2.1 Sifat fisik
Perubahan yang ditimbulkan parameter fisika dalam air limbah yaitu; padatan,
kekeruhan, bau, temperatur, daya hantar listrik dan warna.
a. Padatan
Padatan terdiri dari bahan padat organik maupun anorganik yang
larut.mengendap maupun suspensi. Bahan ini akan mengendap pada dasar air
yang lama kelamaan menimbulkan pendangkalan pada dasar badan penerima.
Akibat lain dari padatan ini menimbulkan tumbuhnya tanaman air tertentu
dan dapat menjadi racun bagi makhluk lain. Banyak padatan menunjukkan
banyaknya lumpur terkandung dalam air.
b. Kekeruhan
Kekeruhan menunjukkan sifat optis air yang menyebabkan pembiasan cahaya
ke dalam air. Kekeruhan membatasi pencahayaan ke dalam air.Sekalipun ada
pengaruh padatan terlarut atau partikel yang melayang dalam air namun
penyerapan cahaya ini dipengaruhi juga bentuk dan ukurannya. Kekeruhan ini
terjadi karena adanya bahan yang terapung dan terurainya zat tertentu seperti
bahan organic, jasad renik, lumpur tanah liat dan benda lain yang melayang
Universitas Sumatera Utara
ataupun terapung dan sangat halus sekali. Semakin keruh air semakin tinggi
daya hantar listrik dan semakin banyak pula padatannya.
c. Bau
Bau timbul karena adanya kegiatan mikroorganik yang menguraikan zat
organik menghasilkan gas tertentu. Di samping itu, bau juga timbul karena
terjadinya reaksi kimia yang menimbulkan gas.Kuat tidaknya bau yang
dihasilkan limbah tergantung pada jenis dan banyak gas yang ditimbulkan.
d. Temperatur
Temperatur air limbah mempengaruhi badan penerima bila terdapat
perbedaan
suhu
yang
cukup
besar.
Temperatur
air
limbah
akan
mempengaruhi kecepatan reaksi kimia serta tata kehidupan dalam air.
Perubahan suhu memperlihatkan aktivitas kimiawi biologis pada benda padat
dan gas dalam air. Pembusukkan terjadi pada suhu yang tinggi dan tingkatan
oksidasi zat organik jauh lebih besar pada suhu tinggi.
e. Daya hantar listrik
Daya hantar listrik adalah kemampuan air untuk mengalirkan arus listrik dan
kemampuan tercermin dari kadar padatan total dalam air dan suhu pada saat
pengukuran. Konduktivitas arus listrik mengalirkan arusnya tergantung pada
mobilitas ion dan kadar yang terlarut. Senyawa anorganik merupakan
konduktor kuat dibandingkan dengan senyawa organik. Pengukuran daya
hantar listrik ini umtuk melihat keseimbangan kimiawi dalam air dan
pengaruhnya terhadap kehidupan biota.
Universitas Sumatera Utara
f. Warna
Warna ditimbulkan akibat suatu bahan terlarut atau tersuspensi dalam air, di
samping adanya bahan pewarna tertentu yang kemungkinan mengandung
logam berat. Bau disebabkan karena adanya campuran dari nitrogen, fospor,
protein, sulfur, amoniak, hydrogen sulfida, karbon sulfida dan zat organik
lain. Kecuali bau yang disebabkan bahan beracun, jarang merusak kesehatan
manusia tapi mengganggu ketenangan bekerja.
2.2.2 Sifat Kimia
Kandungan bahan kimia yang ada dalam air limbah dapat merugikan lingkungan
melalui berbagai cara. Bahan organik terlarut dapat menghabiskan oksigen dalam
limbah serta akan menimbulkan rasa dan bau yang tidak sedap pada penyediaan
air bersih. Akan lebih berbahaya apabila bahan tersebut merupakan bahan yang
beracun. Adapun bahan kimia yang penting yang ada di dalam air limbah pada
umumnya dapat ditentukan oleh:
a. Keasaman Air
Keasaman ditetapkan berdasarkan tinggi rendahnya konsentrasi ion hidrogen
dalam air.Air buangan yang mempunyai pH tinggi atau rendah menjadikan air
steril dan sebagai akibatnya membunuh mikroorganisme air yang diperlukan.
Air yang mempunyai pH rendah membuat air menjadi korosif terhadap bahan
konstruksi seperti besi.
Universitas Sumatera Utara
Buangan yang bersifat alkalis (basa) bersumber dari buangan mengandung
bahan anorganik seperti senyawa karbonat, bikarbonat dan hidroksida.
Buangan asam berasal dari bahan kimia yang bersifat asam misalnya buangan
mengandung asam klorida dan asam sulfat.
b. Alkalinitas
Tinggi rendahnya alkalinitas air ditentukan senyawa karbonat, bikarbonat,
garam hidroksida, kalium, magnesium dan natrium dalam air. Semakin tinggi
kesadahan suatu air semakin sulit air membuih.
c. Besi dan Mangan
Besi dan mangan yang teroksidasi dalam air berwarna kecoklatan dan tidak
larut, menyebabkan penggunaan air menjadi terbatas.Air yang mengandung
banyak padatan mempunyai sifat menghantarkan listrik yang dapat
mempercepat terjadinya korosi.
d. Phosphat
Kandungan phosphat yang tinggi menyebabkan suburnya algae dan
organisme lainnya. Pengukuran kandunga phosphate dalam air limbah
berfungsi untuk mencegah tingginya kadar phosphate sehingga tidak
merangsang pertumbuhan tumbuh – tumbuhan dalam air. Pada sungai / danau
suburnya tumbuh – tumbuhan dalam air akan mengakibatkan berkurangnya
oksigen terlarut dan kesuburan tanaman lainnya.
Universitas Sumatera Utara
e. Sulfur
Sulfat dalam jumlah besar akan menaikkan keasaman air. Ion sulfat dapat
terjadi secara proses alamiah. Sulfur dioksida dibutuhkan pada sintesa. Ion
sulfat oleh bakteri direduksi menjadi sulfida pada kondisi anaerob dan
selanjutnya sulfida diubah menjadi hydrogen sulfida.Dalam suasana aerob
hydrogen sulfida teroksidasi secara bakteriologis menjadi sulfat.Dalam
bentuk H2S bersifat racun dan berbau busuk. Pada proses digester lumpur gas
H2S yang bercampur dengan metan CH4 dan CO2 akan bersifat korosif. H2S
akan menghitamkan air dan lumpur yang bila terikat dengan senyawa besi
membentuk Fe2S.
f.
Nitrogen
Nitrogen dalam air limbah pada umumnya terdapat dalam bentuk organik dan
oleh bakteri berubah menjadi amoniak.Dalam kondisi aerobic dan dalam
waktu tertentu bakteri dapat mengoksidasi amoniak menjadi nirit dan nitrat.
Nitrat dapat digunakan oleh algae dan tumbuh – tumbuhan lain untuk
membentuk protein tanaman dan oleh hewan untuk membentuk protein
hewan. Nitrit menunjukkan jumlah zat nitrogen yang teroksidasi.Nitrit
merupakan hasil reaksi dan menjadi amoniak atau dioksidasi menjadi nitrit.
g. Logam berat dan Beracun
Logam berat pada umumnya seperti; coprum (tembaga), perak, seng,
cadmium, air raksa, timah, besi dan nikel. Metal lain yang termasuk metal
berat adalah arsen, selenium, cobalt, mangan dan aluminium. Dalam
konsentrasi tertentu logam ini dapat membahayakan bagi manusia.
Universitas Sumatera Utara
h. Fenol
Fenol dengan konsentrasi 0.005/liter dalam air minum menciptakan rasa dan
bau apabila bereaksi dengan chlor membentuk chlorophenol.
i. Biochemical Oxigen Demand (BOD)
Pengukuran terhadap nilai Biochemical Oxigen Demand (BOD) adalah
kebutuhan oksigen yang terlarut dalam air buangan yang dipergunakan untuk
menguraikan senyawa organik dengan bantuan mikroorganisme pada kondisi
tertentu. Pada umumnya proses penguraian terjadi secara baik yaitu pada
temperatur 200C dalam waktu 5 hari dengan satuan dinyatakan dalam mg/l.
j. Lemak dan Minyak
Lemak dan minyak ditemukan mengapung di atas permukaan air meskipun
seebagian terdapat di bawah permukaan air.Lemak dan minyak tersusun dari
unsur karbon (C), hydrogen (H) dsn oksigen (O).Lemak sukar diuraikan
bakteri tapi dapat dihidrolisa oleh alkali sehingga membentuk senyawa sabun
yang mudah larut.adanya minyak dan lemak di atas permukaan air merintangi
proses biologi dalam air sehingga tidak terjadinya fotosintesa.
k. Karbohidrat dan Protein
Karbohidrat dalam air buangan diperoleh dalam bentuk sellulosa dan kanji
yang terdiri dari senyawa karbon, hidrogen dan oksigen baik larut dalam air
maupun tidak larut.baik protein maupun karbohidrat mudah rusak oleh
mikroorganisme dan bakteri.
Universitas Sumatera Utara
l. Zat warna dan Surfaktan
Timbulnya dalam air buangan adalah karena adanya senyawa organik yang
larut dalam air.Zat aktif (surfaktan) sangat sukar berurai oleh aktivitas
mokroorganisme.Zat warna yang senyawa aromatik sukar berurai.Diantara
zat warna yang mengandung logam berat, seperti; chrom atau tembaga
(Gintings, P. 1992 ).
2.2.3 Sifat Biologi
Pemeriksaan biologis di dalam air dan air limbah untuk memisahkan apakah
adanya bakteri – bakteri patogen berada dalam air limbah. Keterangan biologis
ini diperlukan untuk mengukur kualitas air terutama bagi air yang dipergunakan
sebagai air minum serta untuk menaksir tingkat kekotoran air limbah sebelum
dibuang ke badan air (Sugiharto,1987)
2.3. Pengolahan Limbah Cair Pulp
Perlakuan awal limbah pada umumnya adalah pemisahan padatan yang berukuran
besar dan serpihan namun demikian padatan yang tersuspensi yang terdapat pada
limbah cair dipisahkan dengan cara sedimentasi.
Universitas Sumatera Utara
2.3.1. Pengolahan Awal Limbah Cair Pulp (Tahap Persiapan)
Pengolahan awal limbah cair PT. Toba Pulp Lestari, Tbk dimulai dengan
bercampurnya semua influent dari sumber – sumbernya melalui junction box dari
Inlet Primary Clarifier . Pada padatan ini sebelum limbah cair baku ( influent )
masuk ke bak penjernih pertama ( Primary Clarifier ) terlebih dahulu dikontrol
pH dengan menggunakan kapur tohor ( burn clarifier ) kemudian disaring melalui
saringan berputar (traveling screen) untuk menghindari sampah-sampah atau
benda-benda besar ukurannya masuk ke Primary Clarifier sehingga nantinya
mengganggu kinerja atau operasional unit tersebut, misalnya pompa. Selanjutnya
influent ini masuk melalui bak pembagi (spliter box) untuk menyamakan aliran
yang masuk ke setiap Primary Clarifier .Tahap selanjutnya influent mengalir ke
primary Clarifier . Pada tahapan ini influent diendapkan untuk memisahkan
influent dari padatan tersuspensinya (Total Supended Solid = TSS) karena TSS
yang terkandung dalam influent tidak dapat diolah oleh mikroorganisme pada
proses penguraiannya. Adapun cara kerjanya adalah padatan yang terkandung
dalam influent yang lebih besar dari massa jenis limbah cair akan mengendap
secara gravitasi dengan adanya waktu tinggal (retention time) dalam Primary
Clarifier tersebut. Selanjutnya influent yang jernih meluap melalui pelimpah celah
ukur (weir ) dan menuju ke menara pendingin (Cooling Tower ). Padatan yang
mengendap ke dasar Primary Clarifier yang kita namakan lumpur Primary
(Primary Sludge) selanjutnya disapu ke rake tengah dan diarahkan ke lobang
isapan pompa kemudian dipompakan ke Thickener Clarifier untuk diolah lebih
lanjut.
Universitas Sumatera Utara
2.3.2. Sistem Pendingin Limbah Cair Pulp (Cooling System)
Sistem pendingin limber cair PT. Toba Pulp Lestari, Tbk adalah dengan
menggunakan menara pendingin (Cooling Tower ). Hal ini diperlukan untuk
menjaga suhu yang sesuai dengan mikroorganisme untuk mengolah limbah cair
dalam bak aerasi sehingga penguraian limbah cair akan berlangsung dengan baik.
Adapun parameter yang perlu dijaga untuk unit ini adalah :
1. Temperatur limbah cair yang keluar dari unit ini dijaga dibawah 380C,
karena temperatur limbah cair yang baik bagi mikroorganisme berada pada
kisaran 33-370C
2. Agar tercapai temperatur tersebut maka dipastikan :.
Spray Nozzle (sebuah pipa penyemprot) dalam keadaan bersih,
tidaktersumbat dengan benda apapun agar limbah cair yang kontak
denganudara luar diusahakan setipis mungkin.
Mist Eliminator (membran) beserta sekat-sekatnya dalam keadaan
bersihdan tidak tersumbat dengan lumut atau kotoran apapun, agar
kontak antar audara luar dengan limbah cair selalu terjaga.
2.3.3. Tahap Utama Pengolahan Limbah Cair Pulp
Setelah tahap persiapan yang dimulai dari primary Clarifier sampai ke Coolling
Tower maka tahapan selanjutnya adalah tahapan utama di bak aerasi (Deep Tank).
Pada unit ini penguraian secara biologi (Biological Reaction) berlangsung. Reaksi
berlangsung secara aerobik yaitu reaksi bisa terlaksana apabila ada oksigen di
Universitas Sumatera Utara
dalamnya dan tentunya mikroorganisme juga ada reaksi yang terjadi pada tahapan
ini adalah :
Mikroorganisme Aerobik + Organik Terurai + O2 + Nutrient CO2 + H2O +
NH3 + Mikroorganisme yang baru.
2.3.4. Tahap Penyempurnaan
Pada tahap ini disebut juga sebagai tahap pengendapan akhir dimana jumlah
lumpur aktif yang bercampur dengan limbah cair dalam instalasi pengolahan air
limbah yaitu berupa padatan tersuspensi yang keluar dari Deep Tank dialirkan ke
Secondary Clarifier melalui bak pembagi ( Spiliter Box ) agar aliran yang masuk
ke setiap Clarifier dapat diatur dengan merata.
Lumpur yang dihasilkan dalam instalasi pengolahan limbah cair PT.Toba
Pulp Lestari, Tbk terbagi atas 2, yaitu :
1.
Lumpur Primary (Primary Sludge)
Merupakan lumpur yang dihasilkan dari pengendapan limbah cair oleh
Primary Clarifier . Lumpur ini didominasi oleh serat (fiber ) sisa pengolahan
pulp.
2. Lumpur Biologi (Waste Activated Sludge)
Lumpur ini merupakan Lumpur aktif (activated sluge) yang harus dibuang
dari Secondary Clarifier , dimana kegunaannya untuk menjaga campuran
padatan organik yang tersuspensi untuk menjaga keseimbangan antara
makanan dan mikroorganisme. Karena pada prinsipnya mikroorganisme
Universitas Sumatera Utara
berkembangbiak setelah memakan organik terurai dalam limbah cair
sehingga mikroorganisme ini perlu dibuang.
Penampungan lumpur dilakukan dengan bantuan flocculent (polymer )
untuk membantu peningkatan dan pengendapan antara lumpur biologi dan lumpur
primari.
Kegunaan utama dari tahap penyempurnaan ini adalah untuk
memisahkan lumpur aktif dari limbah cair yang telah diolah sehingga limbah cair
yang dibuang ke badan sungai penerima diharapkan sejernih mungkin (Training
and Development Center PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, 2003).
2.4.
Pencemaran Air
Definisi pencemaran air menurut Surat Keputusan Menteri Negara Kependudukan
dan Lingkungan Hidup Nomor : KEP-02/MENKLH/I/1988 Tentang Penetapan
Baku Mutu Lingkungan adalah masuk atau dimasukkannya makhluk hidup, zat,
energi dan atau komponen lain ke dalam air dan atau berubahnya tatanan air oleh
kegiatan manusia atau oleh proses alam, sehingga kualitas air turun sampai ke
tingkat tertentu yang menyebabkan air menjadi kurang atau sudah tidak berfungsi
lagi sesuai dengan peruntukkannya ( Achmad, 2004 ).
Apabila hasil pengujian limbah menujukkan data yang melanggar
peraturan, maka limbah tersebut harus diolah sebelum digunakan atau dibuang ke
lingkungan umum. Sebagai contoh pengolahan limbah cair dapat dilakukan di
instalasi pengolahan air limbah ( IPAL ), sehingga hasil air yang terolah dapat
Universitas Sumatera Utara
digunakan kembali dan apabila dibuang ke lingkungan umumpun tidak
membahayakan bagi kehidupan ( Sunu, 2001 ).
Pencemaran air dapat meyebabkan berkurangnya keanekaragaman atau
punahnya populasi mikroorganisme perairan seperti benthos, perifiton dan
plankton. Dengan menurunya atau punahnya organisme tersebut maka sistem
ekologis perairan dapat terganggu system ekologis perairan ( ekosistem )
mempunyai kempuan untuk memurnikan kembali lingkungan yang telah tercemar
sejauh beban pencemaran masih berada dalam batas daya dukung lingkungan
yang bersangkutan. Apabila beban pencemaran melebihi daya dukung
lingkunganya maka kemampuan itu tidak dapat dipergunakan lagi.
Pencemaran air selain menyebabkan dampak lingkungan yang buruk,
seperti timbulnya bau, menurutnya keanekaragaman dan menggangu estetika juga
berdampak negative bagi kesehatan makhluk hidup, karena di dalam air yang
tercemar selain mengandung mikroorganisme patogen, juga mengandung banyak
komponen-komponen beracun ( Nugroho, 2006 )
Dampak pencemaran air dibagi ke dalam 3 (tiga) kelompok dampak,
yaitu:
Dampak terhadap kesehatan manusia
Berbagai penyakit dan iritasi dapat ditimbulkan oleh limbah cair
Dampak terhadap keseimbangan ekosistem air
Keseimbangan ekosistem air yang terdiri dari komposisi kimiawi – fisika
air dapat dipengaruhi oleh limbah cair.Berubahnya keseimbangan
Universitas Sumatera Utara
ekosistem ini dapat mempengaruhi kehidupan makhluk hidup air lebih
jauh.
Dampak terhadap pemanfaatan badan air
Berbagai manfaat badan air dalam menunjang sektor transportasi, sektor
pariwisata, sekor budidaya perikanan dan pertanian, dapat terganggu
akibat pencemaran limbah cair.
2.5. Padatan Tersuspensi (Total Suspended Solid = TSS)
Padatan yang terkandung di dalam limbah cair memiliki ukuran yang berbedabeda. Salah satunya adalah padatan tersuspensi yang merupakan padatan yang
dapat terlihat secara kasat mata. Hasil penyaringan dari TSS terdiri atas lumpur
dan pasir halus serta jasad-jasad renik, yang terutama disebabkan oleh kikisan
tanah atau erosi tanah yang terbawa ke badan air (Effendi,2003).
Dalam metode analisa zat padat, pengertian padatan total adalah semua zat
- zat yang tersisa sebagai residu dalam suatu bejana, bila sampel air dalam bejana
tersebut dikeringkan pada suhu tertentu. Padatan total terdiri dari padatan
tersuspensi yang dapat bersifat organis dan anorganis pada padatan terlarut.
Padatan Tersuspensi atau suspended solid (SS) merupakan padatan yang
berukuran yang lebih besar dari 1,2 mikrometer (μm) yang terkandung dalam
kolam limbah cair. Padatan tersuspensi = 250 mg/liter berarti dalam 1 liter limbah
cair terdapat 250 mg padatan tersuspensi. Besaran padatan tersuspensi diperoleh
dari pengukuran laboratorium dengan menggunakan metode gravimetri.
Universitas Sumatera Utara
2.5.1. Analisa Padatan Tersuspensi (TSS)
Analisa Padatan Tersuspensi (TSS) menggunakan metode gravimetri. Metode
Gravimetri merupakan metode penentuan suatu kandungan senyawa berdasarkan
beratnya setelah dipanaskan dalam suhu tertentu. Besaran padatan tersuspensi
menunjukkan banyaknya padatan organik (seperti bakteri) dan padatan anorganik
(seperti tanah liat). Padatan tersuspensi organik disebut juga sebagai padatan
tersuspensi dan terurai, sedangkan padatan tersuspensi anorganik disebut juga
padatan tersuspensi dan tak terurai. Besarnya padatan tersuspensi dapat digunakan
untuk memperkirakan banyaknya lumpur yang akan membebani suatu unit
pengendapan.
Besaran padatan tersuspensi diperoleh dari pengukuran laboratorium
dengan menggunakan metode gravimetri. Metode gravimetri merupakan metode
penentuan suatu kandungan senyawa berdasarkan beratnya setelah dipanaskan
dalam suhu tertentu (Training and Development Center PT. Toba Pulp Lestari,
Tbk 2000).
Analisa gravimetri, atau analisis kuantitatif berdasarkan bobot, adalah
proses isolasi serta penimbangan suatu unsur atau suatu senyawa tertentu dari
unsur suatu porsi zat yang sedang diselidiki, yang telah ditimbang. Pengendapan
merupakan metode yang mempunyai peranan penting dalam analisis gravimetri.
Bahan yang akan ditetapkan diendapkan dari suatu larutan dalam bentuk yang
begitu sedikit dapat larut, sehingga tak terjadi kehilangan yang berarti bila
endapan dipisahkan dengan menyaringnya dan ditimbang.
Universitas Sumatera Utara
Faktor-faktor yang menentukan dalam analisis gravimetri, adalah :
1. Endapan harus begitu tak dapat larut, sehingga tidak akan terjadi
kehilangan yang berarti, bila endapan yang dikumpulkan dengan
menyaringnya. Dalam praktek ini, biasanya bahwa jumlah zat itu, yang
tetap tinggal dalam larutan, tidak melampaui jumlah minimum yang
terdeteksi oleh neraca analitik biasa yaitu 0,1 mg.
2. Sifat fisika endapan harus sedemikian, sehingga endapan dapat dengan
mudah dipisahkan dari larutan dengan penyaringan, dan dapat dicuci
sampai bebas dari zat pengotor yang larut. Kondisi ini menuntut bahwa
partikelnya berukuran sedemikian, sehingga tidak lolos melalui medium
penyaring, dan bahwa ukuran partikel tidak terpengaruh (atau sedikitnya
atau berkurang oleh proses pencucian).
3. Endapan harus dapat diubah menjadi suatu zat yang murni dengan
komposisi kimia tertentu. Ini dapat dicapai dengan pemijaran, atau dengan
operasioperasi kimia yang sederhana, seperti penguapan bersama cairan
yang sesuai.
Selama ini dianggap bahwa senyawa yang memisahkan dari lautan
adalah larutan murni kimia, tetapi tidaklah selalu demikian halnya. Kemurnian
endapan bergantung antara lain pada zat-zat yang ada dalam larutan,baik
sebelum maupun sesetelah penambahan reagensia, dan juga pada kondisi
eksperimen pengendapan yang tepat. Masalah-masalah yang timbul dengan
endapan-endapan tertentu, meliputi koagulasi atau flokulasi suatu dispersi
koloid dari zat-zat yang berbutir halus, untuk memungkinnya disaring dan
untuk mencegah peptisai kembali darinya ketika endapan dicuci (Vogel, 1994).
Universitas Sumatera Utara
2.6 Sulfida (sebagai gas H2S)
Sulfida merupakan gas alam belerang. Pada air limbah sulfida merupakan hasil
pembusukan zat organik berupa hidrogen sulfida (H2S). hidrogen sulfida yang
diproduksi oleh mikroorganisme pembusuk dari zat – zat organik bersifat racun
terhadap ganggang dan mikroorganisme lainnya, tetapi sebaliknya hidrogen
sulfida
dapat
digunakan
oleh
bakteri
fotosintetik
sebagai
donor
elektron/hidrogen untuk mereduksi karbondioksida (CO2). Hasil pembusukan
zat – zat organik tersebut menimbulkan bau busuk yang tidak menyenangkan
pada lingkungan sekitarnya.
Dalam proses industri, keberadaan sulfida dalam bentuk hydrogen
sulfida sangat menganggu karena dapat menyebabkan kerusakan pada beton –
beton dan juga menyebabkan berkaratnya logam – logam (pipa penyaluran).
Penetapan sulfida bertujuan untuk menganalisa gas asam belerang dalam air
limbah yang terjadi dari proses penguraian zat – zat organik (senyawa
belerang) penyebab timbulnya bau busuk pada perairan (Mahida, 1984).
Hidrogen sulfida dihasilkan juga sebagai hasil reduksi dengan kondisi
anaerob terhadap sulfat oleh mikroorganisme dan sebagai salah satu bahan
pencemar gas yang dikeluarkan. Ion sulfida mempunyai affinitas yang
menakjubkan dengan logam – logam berat berat, dan pengendapan dari logam
– logam sulfida sering menyertai terbentuknya H2S (Achmad, 2004).
Universitas Sumatera Utara
2.6.1. Analisa Sulfida
Analisa Sulfida (S2) menggunakan metode Spektrofotometri Warna adalah
salah satu kriteria untuk mengidentifikasi suatu objek. Pada analisi spektrokimia,
spectrum radiasi elektromagnetik digunakan untuk menganalisis spesies kimia dan
menelaah interaksinya dengan radiasi elektromagnetik. Karena tiap spesies kimia
mempunyai tingkat energy radiasi yang berbeda, maka transisi perubahan
energinya juga berbeda. Berarti suatu spectrum yang diperoleh dengan memplot
beberapa fungsi terhadap frekuensi radiasi elektromagnetik adalah khas untuk
spesies kimia tertentu dan berguna untuk identifikasi.
Pada analisis spektrokimia, frekuensi dari 10 – 10.000 Hz, misalkan
gelombang audio sampai 1022 Hz. Dimana perubahan energi disebabkan oleh
transisi rotasi, vibrasi, elektronik dan inti. Dasar analisis spektroskopi adalah
interaksi radiasi dengan spesies kimia. Selama analisis spektrokimia, perlu sekali
digunakan cahaya dari suatu panjang gelombang, yaitu radiasi monokromatis
(Khopkar, 2003).
Spektrofototometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari
spektrofotometer dan fotometer. Spektrofotometer menghasilkan sinar dari
spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur
intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorbsi. Jadi spektofotometer
digunakan
untuk
mengukur
energi
sacara
relatif
jika
energi
tersebut
ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang
gelombang. pada spektrofotometer, panjang gelombang yang benar – benar
terseleksi dapat diperolehdengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma.
Universitas Sumatera Utara
Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu,
monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blangko dan suatu alat
untuk mengukur perbedaan abrorpsi antara sampel dan blangko ataupun
pembanding ( Khopkar, 2003 ).
2.6.2. Gangguan Analisa Spektrofotometri
Untuk
mendapatkan
hasil
pengukuran
yang
akurat
didalam
analisa
spektrofotometri maka kita harus menghilangkan beberapa gangguan yang
mungkin disebabkan oleh sampel adalah:
a. Sianida, nitrit, dan polifosfat yang dapat mengganggu reaksi dalam
pengukuran tersebut dinetralkan melalui pendidihan sampel.
b. Kram dan seng (kalau konsentrasinya 10 kali konsentrasi besi, kobalt
dan tembaga kalau > 5 mg/l) dan nikel (kalau > 2 mg/l) yang biasanya
dapat ditemui pada air limbah dan dapat dihilangkan dengan
penambahan hidroksilamin
c. Bismut, Cadmium, air raksa dan perak dapat pula mengendapkan
fenantrolin, dalam masalah ini maka konsentrasi fenantrolin harus
dinaikkan
d. Warna dan zat organic (kalau > 20 mg/l) juga mengganggu. Cara
menghilangkannya yaitu sampel harus diuapkan dengan hati – hati
dalam oven (5500), kemudian didinginkan dan dilarutkan kembali
dengan HNO3 (p)
e. Kekeruhan lebih tinggi dari 5 NTU dapat mempersulit pembacaan pada
alat spektrofotometri.
Universitas Sumatera Utara
Gangguan – gangguan lain yang terjadi pada saat pengukuran juga dapat
mengganggu hasil analisa adalah:
a. Sidik jari, kotoran padat yang melekat kuat pada sel yang digunakan,
sehingga dapat menyerap radiasi dari sinar yang dihasilkan
b. Penempatan sel dalam sinar harus ditiru kembali
c. Gelembung gas tidak boleh ada didalam lintasan optic, karena dapat
mengganggu pada saat pembacaan hasil
d. Panjang gelombang, ketidakstabilan pada sirkuit harus diteliti dan
diperbaiki (Underwood, 1980)
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tinjauan Umum
Air merupakan sumber daya alam yang diperlukan untuk hajat hidup orang
banyak, bahkan oleh semua makhluk hidup. Oleh karena itu, sumber daya air
harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan dengan baik oleh manusia serta
makhluk hidup yang lain. Pemanfaatan air untuk berbagai kepentingan harus
dilakukan secara bijaksana, dengan memperhitungkan kepentingan generasi
sekarang maupun generasi mendatang. Aspek pengamatan dan pelestarian sumber
daya air harus ditanamkan pada segenap pengguna air ( Effendi, 2003).
Saat ini, masalah utama yang dihadapi oleh sumber daya meliputi
kuantitas air yang sudah tidak mampu memenuhi kebutuhan yang terus meningkat
dan kualitas air untuk keperluan domestik ynag semakin menurun. Kegiatan
industri, domestik dan kegiatan lain yang berdampak negatif terhadap sumber
daya air antara lain menyebabkan penurunan kualitas air. Kondisi dapat
menimbulkan gangguan, kerusakan dan bahaya bagi makhluk hidup yang
bergantung pada sumber air. Oleh karena itu, diperlukan pengelolaan dan
perlindungan sumber daya air secara seksama.
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No 20 tahun 1990 TENTANG
Pengendalian Pencemaran Air mendefinisikan beberapa peristilah berikut :
Universitas Sumatera Utara
1. Air, meliputi semua air yang terdapat di dalam atau berasal dari sumber air
yang terdapat diatas permukaan tanah. Air yang terdapat di bawah
permukaan tanah dan air laut tidak termasuk dalam pengertian ini
2. Kualitas air, yaitu sifat air dan kandungan makhluk hidup, zat, energi atau
komponen lain didalam air (kualitas air dinyatakan dengan beberapa
parameter) yaitu parameter fisika (suhu, kekeruhan, padatan terlarut dan
sebagainya) parameter kimia (pH, oksigen terlarut, BOD, COD, kadar
logam dan lain sebagainya)
3. Pencemar air, yaitu masuk atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi
dan atau komponen lain kedalam air oleh kegiatan manusia sehingga
kualitas air menurun sampai ketingkat tertentu yang menyebabkan tidak
lagi berfungsi sesuai dengan peruntukannya
4. Baku mutu air, yaitu batas atau kadar makhluk hidup, zat, energi atau
komponen lain yang ada atau harus ada dan atau unsur pencemaran yang
dapat
ditenggang
dalam
sumber
air
tertentu,
sesuai
dengan
peruntukkannya
5. Baku mutu limbah cair, yaitu batas kadar jumlah unsur pencemar yang
dapat ditenggang keberadaannya didalam limbah cair dari suatu jenis
kegiatan tertentu yang akan dibuang.
6. Beban pencemaran, yaitu jumlah suatu parameter pencemaran yang
terkandung dalam sejumlah air atau limbah.
7. Daya tampung beban pencemaran, yaitu kemampuan air dalam sumber air
untuk menerima beban pencemaran limbah tanpa mengakibatkan
Universitas Sumatera Utara
penurunan kualitas air sehingga melewati baku mutu air yang ditetapkan
sesuai peruntukkannya
8. Pengendalian, yaitu upaya pencegahan dan penanggulangan dan
pemulihan.
Adapun penggolongan air menurut peruntukannya adalah sebagai berikut :
1.
Golongan A, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air minum secara
langsung, tanpa pengolahan terlebih dahulu
2.
Golongan B, yaitu air yang dapat digunakan sebagai air baku air minum
3.
Golongan C, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan perikanan
dan peternakan
4.
Golongan D, yaitu air yang dapat digunakan untuk keperluan pertanian,
usaha perkotaaan, industri dan pembangkit tenaga listrik air (Effendi,
2003).
2.2. Limbah Cair
Limbah cair merupakan gabungan atau campuran dari air dan dan bahan – bahan
pencemar yang terbawa oleh air, baik dalam keadaan terlarut maupun tersuspensi
yang terbuang dari sumber domestik, sumber industri, dan pada saat tertentu
tercampur dengan air tanah, air permukaan, atau air hujan (Soeparman, 2001).
Limbah cair bersumber dari pabrik yang biasanya banyak menggunakan
air dalam sistem prosesnya. Di samping itu bahan baku mengandung air sehingga
dalam proses pengolahannya air harus dibuang. Air terikut dalam proses
pengolahan kemudian dibuang; misalnya ketika dipergunakan untuk pencuci suatu
Universitas Sumatera Utara
bahan sebelum diproses lanjut. Air ditambah bahan kimia tertentu kemudian di
proses dan setelah itu dibuang (Gintings, 1992).
Adanya benda – benda asing yang mengakibatkan air tersebut tidak dapat
digunakan sesuai dengan peruntukannya secara normal disebut dengan
pencemaran air. Karena kebutuhan makhluk hidup akan air sangat bervariasi,
maka batas pencemaran untuk berbagai jenis air juga berbeda (Kristanto,2004).
Air dari pabrik membawa sejumlah padatan dan partikel baik yang larut
maupun mengendap. Bahan ini ada yang kasar dan halus. Air yangmengandung
senyawa kimia beracun dan berbahaya mempunyai sifat tersendiri. Air limbah
yang telah tercemar memberikan ciri yang dapat diidentifikasi secara visual dapat
diketahui dari kekeruhan, warna air, rasa, bau yang ditimbulkan. Sedangkan
identifikasi secara laboratorium, ditandai dengan perubahan sifat kimia air dimana
air telah mengandung bahan kima beracun dan berbahaya dalam konsentrasi yang
melebihi batas yang dianjurkan.
Jenis industri menghasilkan limbah cair diantaranya adalah industri –
industri pulp dan rayon, minyak kelapa sawit,minyak goreng, kertas, tepung
tapioka dan tekstil. Dimana jumlah limbah yang dikeluarkan masing – masing
industri ini tergantung pada banyaknya produksi yang dihasilkan serta jenis
produksinya. Industri pulp dan rayon menghasilkan limbah air sebanyak 30 m3
setiap ton pulp yang diproduksi (Gintings,1992).
Karakteristik limbah cair dapat diketahui menurut sifat – sifat dan
karakteristik fisika, kimia dan biologis. Studi karakteristik limbah perlu dilakukan
agar dapat dipahami sifat – sifat tersebut serta konsentrasinya dan sejauh mana
tingkat pencemaran dapat ditimbulkan limbah terhadap lingkungan.
Universitas Sumatera Utara
Dalam menentukan karakteristik limbah maka ada 3 jenis sifat yang harus
diketahui yaitu :
Sifat fisik
Sifat kimia
Sifat biologis
2.2.1 Sifat fisik
Perubahan yang ditimbulkan parameter fisika dalam air limbah yaitu; padatan,
kekeruhan, bau, temperatur, daya hantar listrik dan warna.
a. Padatan
Padatan terdiri dari bahan padat organik maupun anorganik yang
larut.mengendap maupun suspensi. Bahan ini akan mengendap pada dasar air
yang lama kelamaan menimbulkan pendangkalan pada dasar badan penerima.
Akibat lain dari padatan ini menimbulkan tumbuhnya tanaman air tertentu
dan dapat menjadi racun bagi makhluk lain. Banyak padatan menunjukkan
banyaknya lumpur terkandung dalam air.
b. Kekeruhan
Kekeruhan menunjukkan sifat optis air yang menyebabkan pembiasan cahaya
ke dalam air. Kekeruhan membatasi pencahayaan ke dalam air.Sekalipun ada
pengaruh padatan terlarut atau partikel yang melayang dalam air namun
penyerapan cahaya ini dipengaruhi juga bentuk dan ukurannya. Kekeruhan ini
terjadi karena adanya bahan yang terapung dan terurainya zat tertentu seperti
bahan organic, jasad renik, lumpur tanah liat dan benda lain yang melayang
Universitas Sumatera Utara
ataupun terapung dan sangat halus sekali. Semakin keruh air semakin tinggi
daya hantar listrik dan semakin banyak pula padatannya.
c. Bau
Bau timbul karena adanya kegiatan mikroorganik yang menguraikan zat
organik menghasilkan gas tertentu. Di samping itu, bau juga timbul karena
terjadinya reaksi kimia yang menimbulkan gas.Kuat tidaknya bau yang
dihasilkan limbah tergantung pada jenis dan banyak gas yang ditimbulkan.
d. Temperatur
Temperatur air limbah mempengaruhi badan penerima bila terdapat
perbedaan
suhu
yang
cukup
besar.
Temperatur
air
limbah
akan
mempengaruhi kecepatan reaksi kimia serta tata kehidupan dalam air.
Perubahan suhu memperlihatkan aktivitas kimiawi biologis pada benda padat
dan gas dalam air. Pembusukkan terjadi pada suhu yang tinggi dan tingkatan
oksidasi zat organik jauh lebih besar pada suhu tinggi.
e. Daya hantar listrik
Daya hantar listrik adalah kemampuan air untuk mengalirkan arus listrik dan
kemampuan tercermin dari kadar padatan total dalam air dan suhu pada saat
pengukuran. Konduktivitas arus listrik mengalirkan arusnya tergantung pada
mobilitas ion dan kadar yang terlarut. Senyawa anorganik merupakan
konduktor kuat dibandingkan dengan senyawa organik. Pengukuran daya
hantar listrik ini umtuk melihat keseimbangan kimiawi dalam air dan
pengaruhnya terhadap kehidupan biota.
Universitas Sumatera Utara
f. Warna
Warna ditimbulkan akibat suatu bahan terlarut atau tersuspensi dalam air, di
samping adanya bahan pewarna tertentu yang kemungkinan mengandung
logam berat. Bau disebabkan karena adanya campuran dari nitrogen, fospor,
protein, sulfur, amoniak, hydrogen sulfida, karbon sulfida dan zat organik
lain. Kecuali bau yang disebabkan bahan beracun, jarang merusak kesehatan
manusia tapi mengganggu ketenangan bekerja.
2.2.2 Sifat Kimia
Kandungan bahan kimia yang ada dalam air limbah dapat merugikan lingkungan
melalui berbagai cara. Bahan organik terlarut dapat menghabiskan oksigen dalam
limbah serta akan menimbulkan rasa dan bau yang tidak sedap pada penyediaan
air bersih. Akan lebih berbahaya apabila bahan tersebut merupakan bahan yang
beracun. Adapun bahan kimia yang penting yang ada di dalam air limbah pada
umumnya dapat ditentukan oleh:
a. Keasaman Air
Keasaman ditetapkan berdasarkan tinggi rendahnya konsentrasi ion hidrogen
dalam air.Air buangan yang mempunyai pH tinggi atau rendah menjadikan air
steril dan sebagai akibatnya membunuh mikroorganisme air yang diperlukan.
Air yang mempunyai pH rendah membuat air menjadi korosif terhadap bahan
konstruksi seperti besi.
Universitas Sumatera Utara
Buangan yang bersifat alkalis (basa) bersumber dari buangan mengandung
bahan anorganik seperti senyawa karbonat, bikarbonat dan hidroksida.
Buangan asam berasal dari bahan kimia yang bersifat asam misalnya buangan
mengandung asam klorida dan asam sulfat.
b. Alkalinitas
Tinggi rendahnya alkalinitas air ditentukan senyawa karbonat, bikarbonat,
garam hidroksida, kalium, magnesium dan natrium dalam air. Semakin tinggi
kesadahan suatu air semakin sulit air membuih.
c. Besi dan Mangan
Besi dan mangan yang teroksidasi dalam air berwarna kecoklatan dan tidak
larut, menyebabkan penggunaan air menjadi terbatas.Air yang mengandung
banyak padatan mempunyai sifat menghantarkan listrik yang dapat
mempercepat terjadinya korosi.
d. Phosphat
Kandungan phosphat yang tinggi menyebabkan suburnya algae dan
organisme lainnya. Pengukuran kandunga phosphate dalam air limbah
berfungsi untuk mencegah tingginya kadar phosphate sehingga tidak
merangsang pertumbuhan tumbuh – tumbuhan dalam air. Pada sungai / danau
suburnya tumbuh – tumbuhan dalam air akan mengakibatkan berkurangnya
oksigen terlarut dan kesuburan tanaman lainnya.
Universitas Sumatera Utara
e. Sulfur
Sulfat dalam jumlah besar akan menaikkan keasaman air. Ion sulfat dapat
terjadi secara proses alamiah. Sulfur dioksida dibutuhkan pada sintesa. Ion
sulfat oleh bakteri direduksi menjadi sulfida pada kondisi anaerob dan
selanjutnya sulfida diubah menjadi hydrogen sulfida.Dalam suasana aerob
hydrogen sulfida teroksidasi secara bakteriologis menjadi sulfat.Dalam
bentuk H2S bersifat racun dan berbau busuk. Pada proses digester lumpur gas
H2S yang bercampur dengan metan CH4 dan CO2 akan bersifat korosif. H2S
akan menghitamkan air dan lumpur yang bila terikat dengan senyawa besi
membentuk Fe2S.
f.
Nitrogen
Nitrogen dalam air limbah pada umumnya terdapat dalam bentuk organik dan
oleh bakteri berubah menjadi amoniak.Dalam kondisi aerobic dan dalam
waktu tertentu bakteri dapat mengoksidasi amoniak menjadi nirit dan nitrat.
Nitrat dapat digunakan oleh algae dan tumbuh – tumbuhan lain untuk
membentuk protein tanaman dan oleh hewan untuk membentuk protein
hewan. Nitrit menunjukkan jumlah zat nitrogen yang teroksidasi.Nitrit
merupakan hasil reaksi dan menjadi amoniak atau dioksidasi menjadi nitrit.
g. Logam berat dan Beracun
Logam berat pada umumnya seperti; coprum (tembaga), perak, seng,
cadmium, air raksa, timah, besi dan nikel. Metal lain yang termasuk metal
berat adalah arsen, selenium, cobalt, mangan dan aluminium. Dalam
konsentrasi tertentu logam ini dapat membahayakan bagi manusia.
Universitas Sumatera Utara
h. Fenol
Fenol dengan konsentrasi 0.005/liter dalam air minum menciptakan rasa dan
bau apabila bereaksi dengan chlor membentuk chlorophenol.
i. Biochemical Oxigen Demand (BOD)
Pengukuran terhadap nilai Biochemical Oxigen Demand (BOD) adalah
kebutuhan oksigen yang terlarut dalam air buangan yang dipergunakan untuk
menguraikan senyawa organik dengan bantuan mikroorganisme pada kondisi
tertentu. Pada umumnya proses penguraian terjadi secara baik yaitu pada
temperatur 200C dalam waktu 5 hari dengan satuan dinyatakan dalam mg/l.
j. Lemak dan Minyak
Lemak dan minyak ditemukan mengapung di atas permukaan air meskipun
seebagian terdapat di bawah permukaan air.Lemak dan minyak tersusun dari
unsur karbon (C), hydrogen (H) dsn oksigen (O).Lemak sukar diuraikan
bakteri tapi dapat dihidrolisa oleh alkali sehingga membentuk senyawa sabun
yang mudah larut.adanya minyak dan lemak di atas permukaan air merintangi
proses biologi dalam air sehingga tidak terjadinya fotosintesa.
k. Karbohidrat dan Protein
Karbohidrat dalam air buangan diperoleh dalam bentuk sellulosa dan kanji
yang terdiri dari senyawa karbon, hidrogen dan oksigen baik larut dalam air
maupun tidak larut.baik protein maupun karbohidrat mudah rusak oleh
mikroorganisme dan bakteri.
Universitas Sumatera Utara
l. Zat warna dan Surfaktan
Timbulnya dalam air buangan adalah karena adanya senyawa organik yang
larut dalam air.Zat aktif (surfaktan) sangat sukar berurai oleh aktivitas
mokroorganisme.Zat warna yang senyawa aromatik sukar berurai.Diantara
zat warna yang mengandung logam berat, seperti; chrom atau tembaga
(Gintings, P. 1992 ).
2.2.3 Sifat Biologi
Pemeriksaan biologis di dalam air dan air limbah untuk memisahkan apakah
adanya bakteri – bakteri patogen berada dalam air limbah. Keterangan biologis
ini diperlukan untuk mengukur kualitas air terutama bagi air yang dipergunakan
sebagai air minum serta untuk menaksir tingkat kekotoran air limbah sebelum
dibuang ke badan air (Sugiharto,1987)
2.3. Pengolahan Limbah Cair Pulp
Perlakuan awal limbah pada umumnya adalah pemisahan padatan yang berukuran
besar dan serpihan namun demikian padatan yang tersuspensi yang terdapat pada
limbah cair dipisahkan dengan cara sedimentasi.
Universitas Sumatera Utara
2.3.1. Pengolahan Awal Limbah Cair Pulp (Tahap Persiapan)
Pengolahan awal limbah cair PT. Toba Pulp Lestari, Tbk dimulai dengan
bercampurnya semua influent dari sumber – sumbernya melalui junction box dari
Inlet Primary Clarifier . Pada padatan ini sebelum limbah cair baku ( influent )
masuk ke bak penjernih pertama ( Primary Clarifier ) terlebih dahulu dikontrol
pH dengan menggunakan kapur tohor ( burn clarifier ) kemudian disaring melalui
saringan berputar (traveling screen) untuk menghindari sampah-sampah atau
benda-benda besar ukurannya masuk ke Primary Clarifier sehingga nantinya
mengganggu kinerja atau operasional unit tersebut, misalnya pompa. Selanjutnya
influent ini masuk melalui bak pembagi (spliter box) untuk menyamakan aliran
yang masuk ke setiap Primary Clarifier .Tahap selanjutnya influent mengalir ke
primary Clarifier . Pada tahapan ini influent diendapkan untuk memisahkan
influent dari padatan tersuspensinya (Total Supended Solid = TSS) karena TSS
yang terkandung dalam influent tidak dapat diolah oleh mikroorganisme pada
proses penguraiannya. Adapun cara kerjanya adalah padatan yang terkandung
dalam influent yang lebih besar dari massa jenis limbah cair akan mengendap
secara gravitasi dengan adanya waktu tinggal (retention time) dalam Primary
Clarifier tersebut. Selanjutnya influent yang jernih meluap melalui pelimpah celah
ukur (weir ) dan menuju ke menara pendingin (Cooling Tower ). Padatan yang
mengendap ke dasar Primary Clarifier yang kita namakan lumpur Primary
(Primary Sludge) selanjutnya disapu ke rake tengah dan diarahkan ke lobang
isapan pompa kemudian dipompakan ke Thickener Clarifier untuk diolah lebih
lanjut.
Universitas Sumatera Utara
2.3.2. Sistem Pendingin Limbah Cair Pulp (Cooling System)
Sistem pendingin limber cair PT. Toba Pulp Lestari, Tbk adalah dengan
menggunakan menara pendingin (Cooling Tower ). Hal ini diperlukan untuk
menjaga suhu yang sesuai dengan mikroorganisme untuk mengolah limbah cair
dalam bak aerasi sehingga penguraian limbah cair akan berlangsung dengan baik.
Adapun parameter yang perlu dijaga untuk unit ini adalah :
1. Temperatur limbah cair yang keluar dari unit ini dijaga dibawah 380C,
karena temperatur limbah cair yang baik bagi mikroorganisme berada pada
kisaran 33-370C
2. Agar tercapai temperatur tersebut maka dipastikan :.
Spray Nozzle (sebuah pipa penyemprot) dalam keadaan bersih,
tidaktersumbat dengan benda apapun agar limbah cair yang kontak
denganudara luar diusahakan setipis mungkin.
Mist Eliminator (membran) beserta sekat-sekatnya dalam keadaan
bersihdan tidak tersumbat dengan lumut atau kotoran apapun, agar
kontak antar audara luar dengan limbah cair selalu terjaga.
2.3.3. Tahap Utama Pengolahan Limbah Cair Pulp
Setelah tahap persiapan yang dimulai dari primary Clarifier sampai ke Coolling
Tower maka tahapan selanjutnya adalah tahapan utama di bak aerasi (Deep Tank).
Pada unit ini penguraian secara biologi (Biological Reaction) berlangsung. Reaksi
berlangsung secara aerobik yaitu reaksi bisa terlaksana apabila ada oksigen di
Universitas Sumatera Utara
dalamnya dan tentunya mikroorganisme juga ada reaksi yang terjadi pada tahapan
ini adalah :
Mikroorganisme Aerobik + Organik Terurai + O2 + Nutrient CO2 + H2O +
NH3 + Mikroorganisme yang baru.
2.3.4. Tahap Penyempurnaan
Pada tahap ini disebut juga sebagai tahap pengendapan akhir dimana jumlah
lumpur aktif yang bercampur dengan limbah cair dalam instalasi pengolahan air
limbah yaitu berupa padatan tersuspensi yang keluar dari Deep Tank dialirkan ke
Secondary Clarifier melalui bak pembagi ( Spiliter Box ) agar aliran yang masuk
ke setiap Clarifier dapat diatur dengan merata.
Lumpur yang dihasilkan dalam instalasi pengolahan limbah cair PT.Toba
Pulp Lestari, Tbk terbagi atas 2, yaitu :
1.
Lumpur Primary (Primary Sludge)
Merupakan lumpur yang dihasilkan dari pengendapan limbah cair oleh
Primary Clarifier . Lumpur ini didominasi oleh serat (fiber ) sisa pengolahan
pulp.
2. Lumpur Biologi (Waste Activated Sludge)
Lumpur ini merupakan Lumpur aktif (activated sluge) yang harus dibuang
dari Secondary Clarifier , dimana kegunaannya untuk menjaga campuran
padatan organik yang tersuspensi untuk menjaga keseimbangan antara
makanan dan mikroorganisme. Karena pada prinsipnya mikroorganisme
Universitas Sumatera Utara
berkembangbiak setelah memakan organik terurai dalam limbah cair
sehingga mikroorganisme ini perlu dibuang.
Penampungan lumpur dilakukan dengan bantuan flocculent (polymer )
untuk membantu peningkatan dan pengendapan antara lumpur biologi dan lumpur
primari.
Kegunaan utama dari tahap penyempurnaan ini adalah untuk
memisahkan lumpur aktif dari limbah cair yang telah diolah sehingga limbah cair
yang dibuang ke badan sungai penerima diharapkan sejernih mungkin (Training
and Development Center PT. Toba Pulp Lestari, Tbk, 2003).
2.4.
Pencemaran Air
Definisi pencemaran air menurut Surat Keputusan Menteri Negara Kependudukan
dan Lingkungan Hidup Nomor : KEP-02/MENKLH/I/1988 Tentang Penetapan
Baku Mutu Lingkungan adalah masuk atau dimasukkannya makhluk hidup, zat,
energi dan atau komponen lain ke dalam air dan atau berubahnya tatanan air oleh
kegiatan manusia atau oleh proses alam, sehingga kualitas air turun sampai ke
tingkat tertentu yang menyebabkan air menjadi kurang atau sudah tidak berfungsi
lagi sesuai dengan peruntukkannya ( Achmad, 2004 ).
Apabila hasil pengujian limbah menujukkan data yang melanggar
peraturan, maka limbah tersebut harus diolah sebelum digunakan atau dibuang ke
lingkungan umum. Sebagai contoh pengolahan limbah cair dapat dilakukan di
instalasi pengolahan air limbah ( IPAL ), sehingga hasil air yang terolah dapat
Universitas Sumatera Utara
digunakan kembali dan apabila dibuang ke lingkungan umumpun tidak
membahayakan bagi kehidupan ( Sunu, 2001 ).
Pencemaran air dapat meyebabkan berkurangnya keanekaragaman atau
punahnya populasi mikroorganisme perairan seperti benthos, perifiton dan
plankton. Dengan menurunya atau punahnya organisme tersebut maka sistem
ekologis perairan dapat terganggu system ekologis perairan ( ekosistem )
mempunyai kempuan untuk memurnikan kembali lingkungan yang telah tercemar
sejauh beban pencemaran masih berada dalam batas daya dukung lingkungan
yang bersangkutan. Apabila beban pencemaran melebihi daya dukung
lingkunganya maka kemampuan itu tidak dapat dipergunakan lagi.
Pencemaran air selain menyebabkan dampak lingkungan yang buruk,
seperti timbulnya bau, menurutnya keanekaragaman dan menggangu estetika juga
berdampak negative bagi kesehatan makhluk hidup, karena di dalam air yang
tercemar selain mengandung mikroorganisme patogen, juga mengandung banyak
komponen-komponen beracun ( Nugroho, 2006 )
Dampak pencemaran air dibagi ke dalam 3 (tiga) kelompok dampak,
yaitu:
Dampak terhadap kesehatan manusia
Berbagai penyakit dan iritasi dapat ditimbulkan oleh limbah cair
Dampak terhadap keseimbangan ekosistem air
Keseimbangan ekosistem air yang terdiri dari komposisi kimiawi – fisika
air dapat dipengaruhi oleh limbah cair.Berubahnya keseimbangan
Universitas Sumatera Utara
ekosistem ini dapat mempengaruhi kehidupan makhluk hidup air lebih
jauh.
Dampak terhadap pemanfaatan badan air
Berbagai manfaat badan air dalam menunjang sektor transportasi, sektor
pariwisata, sekor budidaya perikanan dan pertanian, dapat terganggu
akibat pencemaran limbah cair.
2.5. Padatan Tersuspensi (Total Suspended Solid = TSS)
Padatan yang terkandung di dalam limbah cair memiliki ukuran yang berbedabeda. Salah satunya adalah padatan tersuspensi yang merupakan padatan yang
dapat terlihat secara kasat mata. Hasil penyaringan dari TSS terdiri atas lumpur
dan pasir halus serta jasad-jasad renik, yang terutama disebabkan oleh kikisan
tanah atau erosi tanah yang terbawa ke badan air (Effendi,2003).
Dalam metode analisa zat padat, pengertian padatan total adalah semua zat
- zat yang tersisa sebagai residu dalam suatu bejana, bila sampel air dalam bejana
tersebut dikeringkan pada suhu tertentu. Padatan total terdiri dari padatan
tersuspensi yang dapat bersifat organis dan anorganis pada padatan terlarut.
Padatan Tersuspensi atau suspended solid (SS) merupakan padatan yang
berukuran yang lebih besar dari 1,2 mikrometer (μm) yang terkandung dalam
kolam limbah cair. Padatan tersuspensi = 250 mg/liter berarti dalam 1 liter limbah
cair terdapat 250 mg padatan tersuspensi. Besaran padatan tersuspensi diperoleh
dari pengukuran laboratorium dengan menggunakan metode gravimetri.
Universitas Sumatera Utara
2.5.1. Analisa Padatan Tersuspensi (TSS)
Analisa Padatan Tersuspensi (TSS) menggunakan metode gravimetri. Metode
Gravimetri merupakan metode penentuan suatu kandungan senyawa berdasarkan
beratnya setelah dipanaskan dalam suhu tertentu. Besaran padatan tersuspensi
menunjukkan banyaknya padatan organik (seperti bakteri) dan padatan anorganik
(seperti tanah liat). Padatan tersuspensi organik disebut juga sebagai padatan
tersuspensi dan terurai, sedangkan padatan tersuspensi anorganik disebut juga
padatan tersuspensi dan tak terurai. Besarnya padatan tersuspensi dapat digunakan
untuk memperkirakan banyaknya lumpur yang akan membebani suatu unit
pengendapan.
Besaran padatan tersuspensi diperoleh dari pengukuran laboratorium
dengan menggunakan metode gravimetri. Metode gravimetri merupakan metode
penentuan suatu kandungan senyawa berdasarkan beratnya setelah dipanaskan
dalam suhu tertentu (Training and Development Center PT. Toba Pulp Lestari,
Tbk 2000).
Analisa gravimetri, atau analisis kuantitatif berdasarkan bobot, adalah
proses isolasi serta penimbangan suatu unsur atau suatu senyawa tertentu dari
unsur suatu porsi zat yang sedang diselidiki, yang telah ditimbang. Pengendapan
merupakan metode yang mempunyai peranan penting dalam analisis gravimetri.
Bahan yang akan ditetapkan diendapkan dari suatu larutan dalam bentuk yang
begitu sedikit dapat larut, sehingga tak terjadi kehilangan yang berarti bila
endapan dipisahkan dengan menyaringnya dan ditimbang.
Universitas Sumatera Utara
Faktor-faktor yang menentukan dalam analisis gravimetri, adalah :
1. Endapan harus begitu tak dapat larut, sehingga tidak akan terjadi
kehilangan yang berarti, bila endapan yang dikumpulkan dengan
menyaringnya. Dalam praktek ini, biasanya bahwa jumlah zat itu, yang
tetap tinggal dalam larutan, tidak melampaui jumlah minimum yang
terdeteksi oleh neraca analitik biasa yaitu 0,1 mg.
2. Sifat fisika endapan harus sedemikian, sehingga endapan dapat dengan
mudah dipisahkan dari larutan dengan penyaringan, dan dapat dicuci
sampai bebas dari zat pengotor yang larut. Kondisi ini menuntut bahwa
partikelnya berukuran sedemikian, sehingga tidak lolos melalui medium
penyaring, dan bahwa ukuran partikel tidak terpengaruh (atau sedikitnya
atau berkurang oleh proses pencucian).
3. Endapan harus dapat diubah menjadi suatu zat yang murni dengan
komposisi kimia tertentu. Ini dapat dicapai dengan pemijaran, atau dengan
operasioperasi kimia yang sederhana, seperti penguapan bersama cairan
yang sesuai.
Selama ini dianggap bahwa senyawa yang memisahkan dari lautan
adalah larutan murni kimia, tetapi tidaklah selalu demikian halnya. Kemurnian
endapan bergantung antara lain pada zat-zat yang ada dalam larutan,baik
sebelum maupun sesetelah penambahan reagensia, dan juga pada kondisi
eksperimen pengendapan yang tepat. Masalah-masalah yang timbul dengan
endapan-endapan tertentu, meliputi koagulasi atau flokulasi suatu dispersi
koloid dari zat-zat yang berbutir halus, untuk memungkinnya disaring dan
untuk mencegah peptisai kembali darinya ketika endapan dicuci (Vogel, 1994).
Universitas Sumatera Utara
2.6 Sulfida (sebagai gas H2S)
Sulfida merupakan gas alam belerang. Pada air limbah sulfida merupakan hasil
pembusukan zat organik berupa hidrogen sulfida (H2S). hidrogen sulfida yang
diproduksi oleh mikroorganisme pembusuk dari zat – zat organik bersifat racun
terhadap ganggang dan mikroorganisme lainnya, tetapi sebaliknya hidrogen
sulfida
dapat
digunakan
oleh
bakteri
fotosintetik
sebagai
donor
elektron/hidrogen untuk mereduksi karbondioksida (CO2). Hasil pembusukan
zat – zat organik tersebut menimbulkan bau busuk yang tidak menyenangkan
pada lingkungan sekitarnya.
Dalam proses industri, keberadaan sulfida dalam bentuk hydrogen
sulfida sangat menganggu karena dapat menyebabkan kerusakan pada beton –
beton dan juga menyebabkan berkaratnya logam – logam (pipa penyaluran).
Penetapan sulfida bertujuan untuk menganalisa gas asam belerang dalam air
limbah yang terjadi dari proses penguraian zat – zat organik (senyawa
belerang) penyebab timbulnya bau busuk pada perairan (Mahida, 1984).
Hidrogen sulfida dihasilkan juga sebagai hasil reduksi dengan kondisi
anaerob terhadap sulfat oleh mikroorganisme dan sebagai salah satu bahan
pencemar gas yang dikeluarkan. Ion sulfida mempunyai affinitas yang
menakjubkan dengan logam – logam berat berat, dan pengendapan dari logam
– logam sulfida sering menyertai terbentuknya H2S (Achmad, 2004).
Universitas Sumatera Utara
2.6.1. Analisa Sulfida
Analisa Sulfida (S2) menggunakan metode Spektrofotometri Warna adalah
salah satu kriteria untuk mengidentifikasi suatu objek. Pada analisi spektrokimia,
spectrum radiasi elektromagnetik digunakan untuk menganalisis spesies kimia dan
menelaah interaksinya dengan radiasi elektromagnetik. Karena tiap spesies kimia
mempunyai tingkat energy radiasi yang berbeda, maka transisi perubahan
energinya juga berbeda. Berarti suatu spectrum yang diperoleh dengan memplot
beberapa fungsi terhadap frekuensi radiasi elektromagnetik adalah khas untuk
spesies kimia tertentu dan berguna untuk identifikasi.
Pada analisis spektrokimia, frekuensi dari 10 – 10.000 Hz, misalkan
gelombang audio sampai 1022 Hz. Dimana perubahan energi disebabkan oleh
transisi rotasi, vibrasi, elektronik dan inti. Dasar analisis spektroskopi adalah
interaksi radiasi dengan spesies kimia. Selama analisis spektrokimia, perlu sekali
digunakan cahaya dari suatu panjang gelombang, yaitu radiasi monokromatis
(Khopkar, 2003).
Spektrofototometer sesuai dengan namanya adalah alat yang terdiri dari
spektrofotometer dan fotometer. Spektrofotometer menghasilkan sinar dari
spektrum dengan panjang gelombang tertentu dan fotometer adalah alat pengukur
intensitas cahaya yang ditransmisikan atau yang diabsorbsi. Jadi spektofotometer
digunakan
untuk
mengukur
energi
sacara
relatif
jika
energi
tersebut
ditransmisikan, direfleksikan atau diemisikan sebagai fungsi dari panjang
gelombang. pada spektrofotometer, panjang gelombang yang benar – benar
terseleksi dapat diperolehdengan bantuan alat pengurai cahaya seperti prisma.
Universitas Sumatera Utara
Suatu spektrofotometer tersusun dari sumber spektrum tampak yang kontinyu,
monokromator, sel pengabsorpsi untuk larutan sampel atau blangko dan suatu alat
untuk mengukur perbedaan abrorpsi antara sampel dan blangko ataupun
pembanding ( Khopkar, 2003 ).
2.6.2. Gangguan Analisa Spektrofotometri
Untuk
mendapatkan
hasil
pengukuran
yang
akurat
didalam
analisa
spektrofotometri maka kita harus menghilangkan beberapa gangguan yang
mungkin disebabkan oleh sampel adalah:
a. Sianida, nitrit, dan polifosfat yang dapat mengganggu reaksi dalam
pengukuran tersebut dinetralkan melalui pendidihan sampel.
b. Kram dan seng (kalau konsentrasinya 10 kali konsentrasi besi, kobalt
dan tembaga kalau > 5 mg/l) dan nikel (kalau > 2 mg/l) yang biasanya
dapat ditemui pada air limbah dan dapat dihilangkan dengan
penambahan hidroksilamin
c. Bismut, Cadmium, air raksa dan perak dapat pula mengendapkan
fenantrolin, dalam masalah ini maka konsentrasi fenantrolin harus
dinaikkan
d. Warna dan zat organic (kalau > 20 mg/l) juga mengganggu. Cara
menghilangkannya yaitu sampel harus diuapkan dengan hati – hati
dalam oven (5500), kemudian didinginkan dan dilarutkan kembali
dengan HNO3 (p)
e. Kekeruhan lebih tinggi dari 5 NTU dapat mempersulit pembacaan pada
alat spektrofotometri.
Universitas Sumatera Utara
Gangguan – gangguan lain yang terjadi pada saat pengukuran juga dapat
mengganggu hasil analisa adalah:
a. Sidik jari, kotoran padat yang melekat kuat pada sel yang digunakan,
sehingga dapat menyerap radiasi dari sinar yang dihasilkan
b. Penempatan sel dalam sinar harus ditiru kembali
c. Gelembung gas tidak boleh ada didalam lintasan optic, karena dapat
mengganggu pada saat pembacaan hasil
d. Panjang gelombang, ketidakstabilan pada sirkuit harus diteliti dan
diperbaiki (Underwood, 1980)
Universitas Sumatera Utara