Rosnida Wati R : Penentuan Kadar Fosfat Dan Cod Pada Proses Pengolahan Air Limbah PT. Sinar Oleochemical International PT.SOCI, 2008.
USU Repository © 2009
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kualitas Air
Air merupakan salah satu senyawa kimia yang terdapat di alam secara berlimpah- limpah. Namun ,ketersediaan air yang memenuhi syarat bagi keperluan manusia relatif
sedikit karena dibatasi oleh berbagai faktor. Oleh karena itu sumber daya ini harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan dengan baik oleh manusia serta makhluk
hidup yang lain.Pemanfaatan air untuk berbagai kepentingan harus dilaksanakan secara bijaksana, dengan memperhitungkan kepentingan generasi sekarang maupun
generasi mendatang.
Rosnida Wati R : Penentuan Kadar Fosfat Dan Cod Pada Proses Pengolahan Air Limbah PT. Sinar Oleochemical International PT.SOCI, 2008.
USU Repository © 2009
Saat ini, masalah utama yang dihadapi oleh sumber daya air meliputi kualitas air yang sudah tidak mampu untuk memenuhi kebutuhan yang terus meningkat dan
kualitas air untuk keperluan domestik yang semakin menurun.Kegiatan industri, domestik, dan kegiatan lain berdampak negatif terhadap sumber daya air,antara lain
menyebabkan penurunan kualitas air.Kondisi ini dapat menimbulkan gangguan, kerusakan, dan bahaya bagi semua makhluk hidup yang bergantung pada sumber daya
air. Oleh karena itu diperlukan pengolahan dan perlindungan sumber daya air secara seksama.
Indonesia telah memiliki Peraturan Pemerintah No.20 tahun 1990 tentang Pengendalian Pencemaran Air dan Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup No.
5 tahun 1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair bagi Kegiatan Industri, yang mengelompokkan kualitas air menjadi beberapa golongan menurut
peruntukannya.Adapun penggolongan air menurut peruntukannya adalah sebagai berikut :
1. Golongan A, yaitu 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
di perkotaan,industri,dan pembangkit listrik tenaga airHefni Effendi,2007.
2.2 Air Limbah
Rosnida Wati R : Penentuan Kadar Fosfat Dan Cod Pada Proses Pengolahan Air Limbah PT. Sinar Oleochemical International PT.SOCI, 2008.
USU Repository © 2009
Adanya benda-benda asing yang mengakibatkan air tersebut tidak dapat digunakan sesuai dengan peruntukannya secara normal disebut sebagai pencemaran
air.Karena kebutuhan makhluk hidup akan air sangat bervariasi maka batas pencemaran untuk berbagai jenis air juga berbedaPhilip Kristanto,2004.
Jumlah aliran air limbah yang berasal dari industri sangat bervariasi tergantung dari jenis dan besar kecilnya industri,pengawasan pada proses industri,derajat
penggunaan air,derajat pengolahan air limbah yang ada.Puncak tertinggi aliran selalu tidak akan dilewati apabila menggunakan tangki penahan dan bak pengaman.Untuk
memperkirakan jumlah air limbah yang dihasilkan oleh industri yang tidak menggunakan proses basah diperkirakan sekitar 50 m
3
hahari.Sebagai patokan dapat dipergunakan pertimbangan bahwa 85-95 dari jumlah air yang dipergunakan adalah
berupa air limbah apabila industri tersebut memanfaatkan kembali air limbahnya,maka jumlahnya akan lebih kecil lagiSugiharto,1987.
Limbah yang dihasilkan harus memenuhi standart baku mutu limbah dan sesuai dengan baku mutu lingkungan yang berlaku bagi kondisi lingkungan dimana
kegiatan industri sedang berlangsung.Karena itu setiap parameter harus tersedia nilainya sebelum masuk sistem pengolahan dan setelah limbah keluar sistem
pengolahan harus diterapkan nilai-nilai parameter kunci yang harus dicapai.Artinya harus diungkapkan kualitas limbah sebelum dan sesudah limbah diolah dan apakah
limbah ini memenuhi syarat baku mutu Perdana Ginting,2007. Karakteristik limbah cair dapat diketahui menurut sifat-sifat dan karaketristik
kimia,fisika 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.
Rosnida Wati R : Penentuan Kadar Fosfat Dan Cod Pada Proses Pengolahan Air Limbah PT. Sinar Oleochemical International PT.SOCI, 2008.
USU Repository © 2009
Dalam menentukan karakteristik limbah maka ada 3 jenis sifat yang harus diketahui yaitu:
1. Sifat fisik
2. Sifat kimia
3. Sifat biologis
2.2.1 Sifat Fisik
Sifat fisik suatu limbah ditentukan berdasarkan jumlah padatan terlarut,tersuspensi dan total padatan,alkalinitas,kekeruhan,warna,salinitas,daya hantar listrik, bau dan
temperatur. a
Padatan Zat padat pada limbah diklasifikasikan menjadi 3 golongan besar yaitu:
- Golongan zat yang mengendap,yaitu zat padat yang akan mengendap
pada kondisi tanpa bergerak atau diam kurang lebih selama 1 jam sebagai akibat gaya beratnya sendiri.
- Golongan zat yang tersuspensi,yaitu padatan yang mempunyai
diameter antara 0.01 mm sampai dengan 0.001 mm -
Golongan zat yang terlarut,yaitu padatan yang mempunyai diameter yang lebih kecil daripada diameter padatan tersuspensi.
b Kekeruhan
Sifat keruh air dapat dilihat dengan mata secara langsung karena adanya partikel koloidal diameter 10-8
µ mm yang terdiri dari tanah liat ,sisa bahan- bahan, protein dan ganggang yang terdapat dalam limbah.
c Bau
Rosnida Wati R : Penentuan Kadar Fosfat Dan Cod Pada Proses Pengolahan Air Limbah PT. Sinar Oleochemical International PT.SOCI, 2008.
USU Repository © 2009
Sifat bau limbah disebabkan karena zat-zat organik yang telah berurai dalam limbah mengeluarkan gas-gas seperti sulfida atau amoniak yang menimbulkan
penciuman tidak enak karna adanya campuran dari nitrogen,sulfur dan fosfor yang berasal dari pembusukan protein yang dikandung limbah.
d Temperatur
Temperatur yang dikeluarkan suatu limbah cair harus merupakan temperatur alami.Suhu berfungsi memperlihatkan aktifitas kimiawi dan biologis.
e Warna
Warna dalam air disebabkan adanya ion-ion logam besi dan mangan, humus, plankton,tanaman air dan buangan industri.Warna air dikelompokkan menjadi
dua,yaitu warna sesungguhnya true color dan warna tampak apparent color.warna sesungguhnya adalah warna yang hanya disebabkan oleh bahan-
bahan kimia terlarut.Warna tampak adalah warna yang tidak hanya disebabkan oleh bahan terlarut,tetapi juga oleh bahan tersuspensi.
2.2.2 Sifat Biologis
Pemeriksaan biologis di dalam air dan air limbah untuk memisahkan apakah ada bakteri-bakteri patogen berada dalam air limbah. Keterangan biologis ini
diperlukan untuk mengukur kualitas air terutama bagi air yang dipergunakan sebagai air minum.
2.2.3 Sifat Kimia
Kandungan bahan kimia yang ada di dalam air limbah dapat merugikan lingkungan melalui berbagai cara.Bahan organik terlarut dapar menghabiskan oksigen
Rosnida Wati R : Penentuan Kadar Fosfat Dan Cod Pada Proses Pengolahan Air Limbah PT. Sinar Oleochemical International PT.SOCI, 2008.
USU Repository © 2009
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 Biological Oksigen Demand BOD
BOD adalah kebutuhan oksigen bagi sejumlah bakteri untuk menguraikan mengoksidasi semua zat-zat organik yang terlarut maupun
yang tersuspensi dalam air menjadi bahan organik yang lebih sederhana.Nilai ini merupakan jumlah bahan organik yang dikonsumsi
bakteri. Aktifnya bakteri-bakteri menguraikan bahan-bahan organik bersamaan dengannya habis pula terkonsumsi oksigen.
Dengan habisnya oksigen terkonsumsi membuat biota lainnya yang membutuhkan oksigen ini tidak dapat hidup.Semakin tinggi angka BOD
semakin sulit bagi makhluk air yang membutuhkan oksigen untuk dapat bertahan hidup. BOD dipengaruhi oleh berbagai parameter lain seperti
temperatur,waktu,dan sinar matahari. Pengukuran BOD dilakukan melalui cara yang distandarisasi dengan tes yang dilakukan di tempat gelap,pada
temperatur tertentu dan periode waktu terbatas. b
Chemical Oksigen Demand COD COD atau kebutuhan oksigen kimia adalah jumlah mg O
2
yang dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organis yang ada dalam 1 liter
sampel air,dimana pengoksidasinya K
2
Cr
2
O
7
digunakan sebagai sumber oksigen.
c Metan
Rosnida Wati R : Penentuan Kadar Fosfat Dan Cod Pada Proses Pengolahan Air Limbah PT. Sinar Oleochemical International PT.SOCI, 2008.
USU Repository © 2009
Gas metan terbentuk akibat penguraian zat-zat organik dalam kondisi anaerob pada air limbah.Suatu kolam limbah yang menghasilkan gas
methan akan sedikit sekali menghasilkan lumpur,sebab lumpur habis terolah menjadi gas metan dan air serta CO
2
. d
Keasaman Air Keasaman air diukur dengan pH meter.Keasaman ditetapkan
berdasarkan tinggi rendahnya konsentrasi ion hidrogen dalam air.Adapun kadar yang baik adalah kadar dimana masih memungkinkan kehidupan
biologis di dalam air berjalan dengan baik.Air limbah dengan konsentrasi air limbah yang tidak netral akan menyulitkan proses biologis,sehingga
menggnggu proses penjernihannya. e
Alkalinitas Alkalinitas adalah gambaran kapasitas air untuk menetralkan asam atau
kuantitas anion di dalam air yang dapat menetralkan kation hidrogen.Penyusun alkalinitas perairan adalah anion bikarbonat HCO
2 -
, karbonat CO
3 2-
dan hidroksida OH
-
, Borat H
2
BO
3 -
, silikat HO
3-
, fosfat HPO
4 2-
dan H
2
PO
4 -
, sulfida HS
-
, dan amonia NH
3
, juga memberikan konstribusi terhadap alkalinitas.Namun pembentuk
alkalinitas yang utama adalah bikarbonat, karbonat, dan hidroksida.Diantara ketiga ion tersebut, bikarbonat paling banyak terdapat
pada perairan alami. f
Lemak dan Minyak Lemak dan minyak yang terdapat dalam limbah bersumber dari
industri yang mengolah bahan baku mengandung minyak bersumber
Rosnida Wati R : Penentuan Kadar Fosfat Dan Cod Pada Proses Pengolahan Air Limbah PT. Sinar Oleochemical International PT.SOCI, 2008.
USU Repository © 2009
dari proses klasifikasi dan proses perebusan.Lemak dan minyak merupakan bahan organis bersifat tetap dan sukar diuraikan
bakteri.Limbah ini membuat lapisan pada permukaan air sehingga membentuk selaput.
g Besi dan Magnesium
Besi dan magnesium yang teroksidasi dalam air berwarna kecoklatan dan tidak larut,mengakibatkan penggunaan air menjadi terbatas.Dalam
buangan limbah industri kandungan besi berasal dari korosi pipa-pipa air mineral logam sebagai hasil reaksi elektro kimia yang terjadi pada
perubahan air yang mengandung padatan larut mempunyai sifat mengantarkan listrik dan ini mempercepat terjadinya korosi.
h Klorida
Khlorida merupakan zat terlarut dan tidak menyerap.Sebagai khlor bebas berfungsi desinfektan tapi dalam bentuk ion yang bersenyawa
dengan ion natrium menyebabkan air menjadi asin dan dapat merusak pipa-pipa instalasi.
i Fospat
Kandungan fospat yang tinggi menyebabkan suburnya algae dan organisme lainnya apa yang dikenal dengan eutrophikasi.fospat banyak
berasal dari bahan pembersih yang mengandung senyawa phosphat.Dalam industri penggunaan phospat terdapat pada ketel uap untuk mencegah
kesadahan. j
Sulfur
Rosnida Wati R : Penentuan Kadar Fosfat Dan Cod Pada Proses Pengolahan Air Limbah PT. Sinar Oleochemical International PT.SOCI, 2008.
USU Repository © 2009
Sulfat dalam jumlah besar akan menaikkan keasaman air.Ion sulfat dapat terjadi secara proses alamiah.Pada pembentukan sulfur dioksida
membutuhkan proses sintesia.Pada indusri kaustik soda sulfat terdapat sewaktu pemurnian garam.lon sulfat oleh bakteri direduksi menjadi sulfida
menjadi hidrogen sulfida. k
Nitrogen Nitrogen dalam air limbah pada umumnya terdapat dalam bentuk organik
dan oleh bakteri akan berubah menjadi nitrogen amonia l
Amoniak Amoniak merupakan senyawa nitrogen yang menjadi NH
4
pada pH rendah.Amoniak dalam air buangan industri berasal dari oksidasi bahan-
bahan organik oleh bakteri diubah menjadi CO
2
, H
2
O, NH
3
. Amoniak dalam limbah sering terjadi karena proses alami.
m Nitrit
Nitrit merupakan bentuk nitrogen yang hanya sebagian teroksidasi.Nitrit tidak ditemukan dalam air limbah yang segar melainkan dalam limbah
yang sudah basi atau lama.Nitrit tidak dapat bertahan lama dan merupakan keadaan sementara proses oksidasi antara amoniak dan nitrit.
n Logam-logam Berat dan Beracun
Logam berat pada umumnya adalah metal-metal seperti opper,selter pada Cadmium, air raksa,lead, Chormium , iron dan nikel.Metal lain yang juga
termasuk metal berat adalah arsen, selenium, cobalt, mangan ,dan aluminium.
Rosnida Wati R : Penentuan Kadar Fosfat Dan Cod Pada Proses Pengolahan Air Limbah PT. Sinar Oleochemical International PT.SOCI, 2008.
USU Repository © 2009
o Fenol
Fenol dalam air limbah tidak hanya terbatas pada C
6
H
5
-OH tapi bermacam-macam campuran organik yang terdiri dari satu atau lebih
gugusan hidrolik.Perdana Ginting,2007
2.3 Penanganan Limbah Oleochemical
Limbah pabrik yang menggunakan bahan baku minyak kelapa sawit diantaranya adalah pabrik minyak goreng,pabrik oleochemical,pabrik mentega,pabrik sabun
dan lain-lain.Pada umumnya pabrik jenis ini mengandung limbah yang berminyak dan berwarna kotor.Untuk itu perlu satu sistem pengolahan limbah untuk
mencapai nilai baku mutu limbah.Tahapan Sistem pengolahan tersebut adalah : a
Perlakuan Pendahuluan -
Penyaringan miyak Limbah cair yang keluar berwarna kotor,mengandung minyak dari
panas.Limbah ini perlu disaring untuk mendapatkan sisa lemak,melalui sistem saringan penangkap minyak yang terdiri dari
beberapa bak kecil berhubungan satu dengan yang lain.Limbah mengalir dari dasar bak dan minyak tertahan di atas
permukaan.Lemak ini makin lama makin tebal dan kemudian di pompa ke tempat penampungan.
- Pendinginan
Selanjutnya limbah didinginkan dari temperatur 40
o
C sampai 32
o
C.Proses ini berlangsung pada menara pendingin dengan menggunakan kipas pendingin.Pendinginan diperlukan untuk
menjaga kondisi pada tahap proses berikutnya.
Rosnida Wati R : Penentuan Kadar Fosfat Dan Cod Pada Proses Pengolahan Air Limbah PT. Sinar Oleochemical International PT.SOCI, 2008.
USU Repository © 2009
- Penyaringan Lemak tahap kedua
Penyaringan keadaan limbah yang sudah lebih dingin lemak semakin memisah,sehingga diperlukan penyaringan kembali.
b Equalisasi
Untuk menghindari fluktuasi yang mendadak maka saluran air limbah dikumpulkan dahulu di dalam bak penyangga sebelum proses lebih
lanjut. Limbah ini selain untuk menahan lonjakan mendadak perlu dilakukan homogenisasi.Dengan adanya bak equalisasi maka pH,COD
dan Hydraulic load akan relatif lebih konstan dan seragam. c
Pengambilan minyak secara otomatis Fungsi alat ini adalah untuk mengambil dan memisahkan fat,minyak
dan grease atau senyawa lainnya yang mudah mengapung dengan cara memasang alat penghambat aliran limbah di atas permukaan
air.Limbah ditahan dengan memasukkan papan perintang sedalam 10 cm masuk ke limbah.Akhirnya limbah mengalir dari bagian bawah dan
lapisan minyak tertahan pada papan perintang.Minyak sebelah atas akan berkumpul dihisap atau disendok.
d Tangki Kontiyu Pencampur Bahan Pengendap
Fungsi alat ini adalah sebagai tempat mereaksikan bahan-bahan kimia dengan air limbah secara kontinyu dan homogen.Tangki dilengkapi
dengan pengaduk dan pengontrol pH.Ukuran tangki disesuaikan dengan volume limbah dan kecepatan reaksi.
e Proses Koagulasi,Flokulasi dan Floatasi
Rosnida Wati R : Penentuan Kadar Fosfat Dan Cod Pada Proses Pengolahan Air Limbah PT. Sinar Oleochemical International PT.SOCI, 2008.
USU Repository © 2009
Limbah dalam bentuk koloid dan suspensi dipisahkan dengan tahapan koagulasi, flokulasi dan floatasi.Limbah ditambahkan dengan bahan
koagulan seperti polimer Al
2
SO
4 3
.18H
2
O untuk mempercepat proses penggumpalan.Agar flok lebih besar sehingga mudah
diendapkan maka digunakan polielektrolit.Untuk flok yang lebih ringan akan terangkat dan mengapung bersama gelembung-gelembung udara
yang diciptakan oleh alat yang disebut Dissolved Air floatator. f
Tangki Pemasukan Udara Tangki Aerasi Udara berperan untuk mengoksidasi limbah melalui proses
perombakan dengan memanfaatkan mikroorganisme.Dengan tersedianya udara maka mikroorganisme meningkatkan peranannya
merombak limbah.Tangki ini disebut juga dengan tanki reaksi atau Bio Tank.
g Oksidasi Biologis oleh Bakteri
Dalam air limbah kadang-kadang tidak hanya satu jenis mikroorganisme yang hidup tapi bermacam-macam dan
mikroorganisme jenis bakteri adalah paling menonjol peranannya sebagai mikroorganisme pengurai.Diperlukan jumlah bakteri yang
cukup untuk menguraikan bahan-bahan organik yang ada dalam air limbah.
h Bak Penampung Limbah
Bak penampung air limbah berfungsi sebagai bak pengontrol terakhir apakah suatu limbah sudah layak dibuang ke sungai.Kalau belum layak
maka limbah dikembalikan ke tangki kontinyu.
Rosnida Wati R : Penentuan Kadar Fosfat Dan Cod Pada Proses Pengolahan Air Limbah PT. Sinar Oleochemical International PT.SOCI, 2008.
USU Repository © 2009
i Drying Bed Bak pengering lumpur
Drying Bed adalah penampung dan pengering partikel-partikel padat sebagai hasil dari proses koagulasi dan floatasi serta pengering lumpur
aktif keluaran dari proses oksidasi biologis.Lapisan penyaring terdiri dari pasir dan kerikil dengan ukuran tertentu,sehingga mampu untuk
mengeringkan padatan tersebut dalam 5 sampai 7 hari.Lumpur kering ini kemudian dapat digunakan sebagai pupuk tanaman yang baik
Perdana Ginting,2007.
2.4 Chemical Oxygen Demand COD