Makalah Pengolahan Limbah Dengan Reaksi
MAKALAH PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI
“PENGOLAHAN LIMBAH DENGAN CARA
NETRALISASI”
Di Susun Oleh :
Sirril Mufidah
Masriani
Erika Wulan Anggrain
Aris Kumbara
Tri Mulyanto
Ummi Kalsum
Andi Tri Saputra
Arif Alwanatha Denta
Teresia Jari
1209065005
1209065006
1209065023
1209065027
1209065034
1209065038
1209065039
1209065041
1209065044
TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MULAWARMAN
2015
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kemajuan teknologi akan terus berjalan dan selalu mengalami percepatan. Salah satu
bentuk dari kemajuan teknologi adalah kemajuan dalam bidang industri. Perkembangan
pembangunan di Indonesia khususnya bidang industri, senantiasa meningkatkan
kemakmuran dan dapat menambah lapangan pekerjaan bagi masyarakat kita. Namun di
sisi lain, perkembangan industri memiliki dampak terhadap meningkatnya kuantitas dan
kualitas limbah yang dihasilkan termasuk di dalamnya adalah limbah bahan berbahaya
dan beracun (B3). Bila tidak ditangani dengan baik dan benar, limbah B3 akan
menimbulkan pencemaran terhadap lingkungan. Suatu limbah digolongkan sebagai
limbah B3 bila mengandung bahan berbahaya atau beracun yang sifat dan
konsentrasinya, baik langsung maupun tidak langsung, dapat merusak atau
mencemarkan lingkungan hidup atau membahayakan kesehatan manusia.Yang termasuk
limbah B3 antara lain adalah bahan baku yang berbahaya dan beracun yang tidak
digunakan lagi karena rusak, sisa kemasan, tumpahan, sisa proses, dan oli bekas kapal
yang memerlukan penanganan dan pengolahan khusus. Bahan-bahan ini termasuk
limbah B3 bila memiliki salah satu atau lebih karakteristik yakni mudah meledak,
mudah terbakar, bersifat reaktif, beracun, menyebabkan infeksi, bersifat korosif, dan
lain-lain, yang bila diuji dengan toksikologi dapat diketahui sehingga termasuk limbah
B3.
Ada berbagai cara untuk mengolah limbah B3 baik secara fisika, kimia maupun biologi.
Pemilihan sistem yang akan digunakan untuk mengolah suatu limbah B3 harus
disesuaikan dengan karakteristik dan sifat-sifat limbah tersebut. Pada pengolahan
limbah secara netralisasi sebagian besar limbah cair dari industri mengandung bahanbahan yang bersifat asam (Acidic) ataupun basa (alkaline) yang perlu dinetralkan
sebelum dibuang ke badan air maupun sebelum limbah masuk pada proses pengolahan,
baik pengolahan secara biologi maupun secara kimiawi, proses netralisasi tersebut bisa
dilakukan sebelum atau sesudah proses equalisasi. Reaksi netralisasi merupakan reaksi
dimana asam dan basa bereaksi dalam larutan berair untuk menghasilkan garam dan air.
Natrium klorida cair yang dihasilkan dalam reaksi disebut garam. Sebuah garam
merupakan senyawa ionik yang terdiri dari kation dari basa dan anion dari asam.. Proses
netralisasi ini bertujuan untuk melakukan perubahan derajat keasaman (pH) air limbah
Pada makalah ini akan dibahas lebih lanjut mengenai pengolahan limbah secara
netralisasi yang meliputi proses netralisasi dan reaksi yang terjadi dalam pengolahan
limbah. Semoga makalah ini dapat berguna dalam menambah ilmu pengetahuan dan
dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana proses pengolahan limbah secara netralisasi?
2. Bagaimana reaksi yang terjadi pada pengolahan limbah secara netralisasi?
1.3 Tujuan
1. Mengetahui maksud dari proses Netralisasi
2. Mengatahui proses pengolahan limbah secara netralisasi.
3. Mengetahui reaksi yang terjadi pada pengolahan limbah secara netralisasi.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Limbah
Limbah adalah sisa dari suatu usaha atau kegiatan. Limbah berbahaya dan beracun
adalah sisa suatu usaha atau kegiatan yang mengandung bahan berbahaya dan beracun
yang karena sifat, konsentrasi, dan atau jumlahnya, baik secara langsung maupun tidak
langsung, dapat mencemarkan, merusak lingkungan hidup, atau membahayakan
lingkungan hidup manusia serta makhluk hidup.
Limbah cair adalah bahan-bahan pencemar berbentuk cair. Air limbah adalah air yang
membawa sampah (limbah) dari rumah tinggal, bisnis, dan industri yaitu campuran air
dan padatan terlarut atau tersuspensi dapat juga merupakan air buangan dari hasil proses
yang dibuang ke dalam lingkungan. Berdasarkan sifat fisiknya limbah dapat
dikategorikan atas limbah padat, cair, dan gas.
Teknologi pengolahan air limbah adalah kunci dalam memelihara kelestarian
lingkungan. Berbagai teknik pengolahan air limbah untuk menyisihkan bahan
polutannya telah dicoba dan dikembangkan selama ini. Teknik-teknik pengolahan air
buangan yang telah dikembangkan tersebut secara umum dapat dibagi menjadi tiga
metode pengolahan, yaitu pengolahan secara fisika, pengolahan secara kimia, dan
pengolahan secara biologi.
Proses ekualisasi dapat digunakan untuk meredam fluktuasi karakteristik air limbah.
Karakter yang berfluktuatif akan menyulitkan pengolahan diproses selanjutnya dan
boros dalam pemakaian bahan kimia. Fasilitas yang ada adalah bak dengan volume
yang cukup dan mixer sebagai pengaduk. Dengan fasilitas tersebut karakteristik air
limbah relatif konstan.
Proses netralisasi, jika diperlukan, diletakkan setelah proses ekualisasi, karena sebagian
dari aliran dengan pH yang berbeda akan saling menetralisasi satu sama lainnya di bak
ekualisasi. Proses neutralisasi bertujuan untuk menyiapkan kondisi yang sesuai untuk
proses berikutnya.
Pada prinsipnya pengolahan pendahuluan ini merupakan proses pengolahan secara fisikkimia, akan tetapi karena pengolahan ini bertujuan untuk meringankan beban
pengolahan selanjutnya, dan umumnya terdapat pada rangkaian pengolahan limbah cair
di setiap industri, maka pengolahan ini dipisahkan pengelompokkannya dari pengolahan
fisik-kimia.
Pengolahan fisik-kimia artinya mengolah air limbah secara fisik atau kimia. Dalam
proses pengolahan ini, obyek yang akan dibuang, dibuat lebih besar ukurannya sehingga
dapat dengan mudah diendapkan (coagulation and flocculation process) di bak
sedimentasi (bak pengendap), diapungkan (flotation process) serta disaring (filtration
process). Memperbesar ukuran partikel dengan menambahkan koagulan diproses
koagulasi sehingga terbentuk flok. Agar flok lebih besar lagi ukurannya bisa dengan
penambahan flokulan (polymer) di proses flokulasi. Dengan lebih besar ukurannya,
pemisahan dapat lebih mudah.
Sebagian besar karakteristik air limbah mengandung kotoran bahan organik yang
disebut dengan COD atau BOD. Pengolahan yang paling baik adalah dengan
menguraikan bahan organik tersebut dengan bantuan mikroorganisme. Pengolahan
secara biologi bisa dilakukan secara aerobik (memerlukan udara) atau secara anaerobik
(tidak boleh ada udara). Metoda yang digunakan pada proses pengolahan biologis baik
aerobik maupun anaerobik bisa secara tersuspensi (suspended growth) ataupun terlekat
(attached growth). Pada umumnya, proses pengolahan biologis yang digunakan untuk
limbah cair industri di Jawa Barat adalah proses lumpur aktif (activated sludge).
Proses sedimentasi merupakan proses dimana benda-benda halus yang sudah
menggumpal dan siap mengendap, sebagai hasil dari proses koagulasi & flokulasi atau
dari lumpur biologi, dilewatkan dalam sebuah tanki/bak pengendap dengan waktu
detensi tertentu, sehingga dapat mengendap dan tepisah dari air bersihnya.
Adakalanya setelah proses sedimentasi baik dari proses fisika-kimia maupun biologi,
masih terdapat materi-materi halus yang tidak dapat mengendap. Pada kasus ini
diperlukan fasilitas tambahan yaitu saringan atau filter. Saringan umumnya terbuat dari
pasir (single media) dengan diameter yang seragam (uniform), atau pasir dengan
diameter yang tidak seragam (un-uniform), ataupun kombinasi dari pasir dan anthrasit
(dual media) atau lainnya.
Bebarapa industri, meski telah diterapkan sistem pengolahan awal, primer (fisika-kimia)
dan sekunder (biologi), namun kualitas hasil olahan masih belum memenuhi
persyaratan. Oleh karena itu pada sistem itu ditambahkan pengolahan lanjutan
(pengolahan tersier). Biasanya pengolahan lanjutan diterapkan pada satu atau beberapa
parameter saja. Pengolahan tersier juga biasanya diberlakukan terhadap air hasil olahan
yang akan dipakai kembali (daur ulang/recycling) baik untuk dipakai di proses produksi,
cuci lantai atau siram taman danlain-lain. Unit proses pengolahan lanjutan untuk
keperluan recycling juga tergantung dari kualitas air yang akan digunakan.
Proses teknologi membran Reverse Osmosis (RO), Nanofiltration (NF), Ultrafiltration
(UF), Microfiltration (MF) digunakan untuk menghilangkan zat padat koloid,
tersuspensi atau solid yang terlarut. Proses penukar ion/resin (Ion Exchange) pada
umumnya digunakan untuk menghilangkan logam berat. Metoda denitrifikasi dan
dephosphorisasi biologis digunakan untuk menghilangkan zat-zat organik dengan
menggunakan mikroorganisma; Proses adsorpsi dengan karbon aktif butiran (granular
activated carbon, GAC) digunakan untuk menghilangkan zat organik; dan proses
oksidasi secara kimia (chemical oxidation) juga digunakan untuk menghilangkan materi
organik.
2.2 Karasteristik Limbah Cair
Karakteristik air limbah cair dapat diketahui menurut sifat-sifat dan karaktersitik fisika,
kimia dan biologis. Dalam menentukan karakteristik limbah cair, ada tiga (3) sifat yang
harus diketahui, yaitu :
1. Karakteristik Fisika
Karakteristik fisika ini terdiri dari beberapa parameter, diantaranya :
a. Total Solid (TS)
Merupakan padatan di dalam air yang terdiri dari bahan organik maupun anorganik
yang larut, mengendap, atau tersuspensi dalam air.
b. Total Suspended Solid (TSS)
Merupakan jumlah berat dalam mg/l kering lumpur yang ada di dalam air limbah
setelah mengalami penyaringan dengan membran berukuran 0,45 mikron (Sugiharto,
1987). Total Suspended Solid atau Padatan tersuspensi adalah padatan yang
menyebabkan kekeruhan air, tidak terlarut dan tidak dapat langsung mengendap, terdiri
dari partikel-partikel yang ukuran maupun beratnya lebih kecil dari sedimen.
c. Warna
Pada dasarnya air bersih tidak berwarna, tetapi seiring dengan waktu dan meningkatnya
kondisi anaerob, warna limbah berubah dari yang abu–abu menjadi kehitaman. Warna
dalam air disebabkan adanya ion-ion logam besi dan mangan (secara alami), humus,
plankton, tanaman air dan buangan industri.Warna air dibedakan atas dua macam, yaitu:
Warna sejati (true collor) yang diakibatkan oleh bahan-bahan terlarut.
Warna semu (apparent collor) yang selain disebabkan oleh bahan-bahan terlarut, juga
karena bahan-bahan tersuspensi, termasuk diantaranya yang bersifat koloid.
d. Kekeruhan
Kekeruhan disebabkan oleh zat padat tersuspensi, baik yang bersifat organik maupun
anorganik yang mengapung dan terurai dalam air. Kekeruhan menunjukan sifat optis air,
yang mengakibatkan pembiasan cahaya kedalam air. Kekeruhan membatasi masuknya
cahaya dalam air.
e. Temperatur
Merupakan parameter yang sangat penting dikarenakan efeknya terhadap reaksi kimia,
laju reaksi, kehidupan organisme air dan penggunaan air untuk berbagai aktivitas seharihari. Naiknya suhu atau temperatur air akan menimbulkan akibat berikut :
Menurunnya jumlah oksigen terlarut dalam air
Meningkatkan kecepatan reaksi kimia
Mengganggu kehidupan organisme air
f. Bau
Disebabkan oleh udara yang dihasilkan pada proses dekomposisi materi atau
penambahan substansi pada limbah. Sifat bau limbah disebabkan karena zat-zat organik
yang telah berurai dalam limbah dan mengeluarkan gas-gas seperti sulfide atau amoniak
yang menimbulkan penciuman tidak enak. Hal ini disebabkan adanya pencampuran dari
nitrogen, sulfur dan fosfor yang berasal dari pembusukan protein yang dikandung
limbah. Pengendalian bau sangat penting karena terkait dengan masalah estetika.
g. Minyak dan Lemak
Minyak dan lemak yang mencemari air sering dimasukan ke dalam kelompok padatan,
yaitu padatan yang mengapung di atas permukaan air. Minyak dan lemak merupakan
bahan organis bersifat tetap dan sukar diuraikan oleh bakteri. Karena berat jenisnya
lebih kecil dari pada air maka minyak tersebut membentuk lapisan tipis di permukaan
air dan menutup permukaan yang mengakibatkan terbatasnya oksigen masuk ke dalam
air.
2. Karateristik Kimia
a. Biological Oxygen Demand (BOD)
Menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh organisme hidup untuk
menguraikan atau mengoksidasi bahan–bahan buangan di dalam air. Jadi nilai BOD
tidak menunjukan jumlah bahan organik yang sebenarnya, tetapi hanya mengukur
secara relativ jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan-bahan
buangan tersebut. Jika konsumsi oksigen tinggi, yang ditunjukan dengan semakin
kecilnya sisa oksigen terlarut didalam air, maka berarti kandungan bahan buangan yang
membutuhkan oksigen adalah tinggi.
BOD dapat diterima bilamana jumlah oksigen yang akan dihabiskan dalam waktu lima
hari oleh organisme pengurai aerobik dalam suatu volume limbah pada suhu 200C.
Hasilnya dinyatakan dengan ppm.
b. Chemical Oxygen Demand (COD)
COD Merupakan jumlah kebutuhan oksigen dalam air untuk proses reaksi secara kimia
guna menguraikan unsur pencemar yang ada. COD dinyatakan dalam ppm (part per
milion) atau ml O2/ liter.(Alaerts dan Santika, 1984). Pengukuran kekuatan limbah
dengan COD adalah bentuk lain pengukuran kebutuhan oksigen dalam air limbah.
Pengukuran ini menekankan kebutuhan oksigen akan kimia dimana senyawa-senyawa
yang diukur adalah bahan-bahan yang tidak dapat dipecah secara biokimia.
Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat anorganik. Dalam
laboratorium, pengukuran COD dilakukan sesaat dengan membuat pengoksidasi
K2Cr2O7 yang digunakan sebagi sumber oksigen.
c. Dissolved Oxygen (DO)
DO adalah kadar oksigen terlarut yang dibutuhkan untuk respirasi aerob
mikroorganisme. DO di dalam air sangat tergantung pada temperatur dan salinitas.
Keadaan DO berlawanan dengan keadaan BOD. Semakin tinggi BOD semakin rendah
DO. Keadaan DO dalam air dapat menunjukan tanda-tanda kehidupan organisme dalam
perairan. Angka DO yang tinggi menunjukan keadaan air yang semakin baik.
d. Derajat keasaman (pH)
Keasaman air diukur dengan pH meter.Keasaman ditetapkan berdasarkan tinggirendahnya konsentrasi ion hidrogen dalam air. pH dapat mempengaruhi kehidupan
biologi dalam air. Bila terlalu rendah atau terlalu tinggi dapat mematikan kehidupan
mikroorganisme. Ph normal untuk kehidupan air 6 – 8.
e. Logam Berat
Air sering tercemar oleh berbagai komponan anorganik, diantaranya berbagai jenis
logam berat yang berbahaya. Logam berat bila konsentrasinya berlebih dapat bersifat
toksik sehingga diperlukan pengukuran dan pengolahan limbah yang mengandung
logam berat.
Logam berat yang berbahaya dan sering mencemari lingkungan, yang terutama adalah
Merkuri (Hg), Timbal (Pb), Arsenik (As), Kadmium (Cd), Tembaga (Cu), Kromium
(Cr), dan Nikel (Ni). Logam- logam tersebut diketahui dapat mengumpul di dalam
tubuh suatu organisme dan tetap tinggal dalam tubuh dalam jangka waktu yang lama
sebagai racun yang terakumulasi.
f. Tembaga (Cu)
Tembaga dengan nama kimia cupprum dilambangkan dengan Cu. Unsur logam ini
berbentuk kristal dengan warna kemerahan.Unsur tembaga di alam, dapat ditemukan
dalam bentuk logam bebas, akan tetapi lebih banyak ditemukan dalam bentuk
persenyawaan atau senyawa padat dalam bentuk mineral, seperti dari peristiwa
pengikisan (erosi) dari batuan mineral.
Sesuai dengan sifat kelogamannya, Cu dapat membentuk alloy dengan bermacammacam logam. Dalam bidang industri, senyawa Cu banyak digunakan, seperti pada
industri cat sebagai antifoling, industri insektisida dan fungisida, dan lain-lain.
Pada manusia, efek keracunan utama yang ditimbulkan akibat terpapar oleh debu atau
uap logam Cu adalah terjadinya gangguan pada jalur penafasan sebelah atas.
g. Cadmium (Cd)
Logam Cd mempunyai penyebaran yang sangat luas di alam, namun hanya satu jenis
mineral Cd di alam, yaitu greennockite (CdS) yang selalu ditemukan bersamaan dengan
mineral spalerite (ZnS). Logam ini bersifat lunak, ductile, berwarna putih seperti putih
perak.
Prinsip utama dalam penggunaan cadmium adalah sebagai bahan ”stabilisasi” sebagai
bahan pewarna dalam industri plastik dan pada elektroplating. Namun sebagian besar
dari substansi logam cadmium ini juga digunakan pada baterai.
Keracunan yang diakibatkan oleh Cd dapat bersifat akut dan kronis.Keracunan akut
oleh logam Cd menimbulkan penyakit paru-paru. Sedangkan keracunan kronik yang
diakibatkan logam Cd adalah kerusakan pada banyak sistem fisiologis tubuh.
3. Karakteristik Biologi
Karakteristik biologi digunakan untuk mengukur kualitas air terutama air yang
dikonsumsi sebagai air minum dan air bersih. Parameter yang biasa digunakan adalah
banyaknya mikroorganisme yang terkandung dalam air limbah.
Limbah dan Unit Proses yang Dibutuhkan :
Polutan/Kontamminan
Suspended solid
Biodegradable organics
Volatile organics
Pathogen
Unit operasi, Unit Sistem atau Sistem
Perlakuan
Screening and comminution
Grit removal
Sedimentasi
Filtrasi
Flotasi
Penambahan polimer kimia
Koagulasi/sedimentasi
Sistem alamiah (land treatment)
Berbagai proses lumpur aktif
Fixed–film reactor: trickling filters
Fixed–film reactor: RBC Lagoon
variations
Intermittent sand filtration
Sistem fisika-kimia
Sistem alamiah
Air stripping
Off gas treatment
Adsorpsi karbon
Klorinasi
Hipoklorinasi
Bromine klorida
Ozonasi
Radiasi UV
Sistem alamiah
Nutrient:
Nitrogen
Fosfor
Nitrogen dan Fosfor
Refractory organics
Logam berat
Padatan organic terlarut
Berbagai suspended-growth nitrification
and denitrification
Berbagai fixed-film nitrification and
denitrification
Ammonia stripping
Pertukaran ion
Breakpoint chlorination
Sistem alamiah
Penambahan garam logam
Lime coagulation/sedimentation
Biological phosphorus removal
Biological-chemical
phosphorus
removal
Sistem alamiah
Biological nutrient removal
Adsorpsi karbon
Ozonasi tersier
Sistem alamiah
Preipitasi kimiawi
Pertukaran ion
Sistem alamiah
Pertukaran ion
Reverse osmosis elektrodialisis
2.3 Pengolahan Limbah
Pengolahan limbah adalah upaya terakhir dalam sistem pengelolaan limbah setelah
sebelumnya dilakukan oktimasi proses produksi dan pengurangan serta pemanfaatan
limbah. Pengolahan limbah dimaksudkan untuk menurunkan tingkat cemaran yang
terdapat dalam limbah sehingga aman untuk dibuang ke lingkungan.
Limbah yang dikeluarkan dari setiap kegiatan akan memiliki karakteristik yang
berlainan. Hal ini karena bahan baku, teknologi proses, dan peralatan yang digunakan
juga berbeda. Namun akan tetap ada kemiripan karateristik diantara limbah yang
dihasilkan dari proses untuk menghailkan produk yang sama.
Karakteristik utama limbah didasarkan pada jumlah atau volume limbah dan kandungan
bahan pencemarnya yang terdiri dari unsure fisik, biologi, kimia, dan radioaktif.
Karakteristik ini akan menjadi dasar untuk menentukan proses dan alat yang digunakan
untuk mengolah air limbah.
Pengolahan air limbah biasanya menerapkan 3 tahapan proses, yaitu: pengolahan
pendahuluan (pre-treatment), pengolahan utama (primary treatment), dan pengolahan
akhir (post treatment). Pengolahan pendahuluan ditujukan untuk mengkondisikan alitan,
beban limbah dan karakter lainnya agar sesuai untuk masuk ke pengolahan utama.
Pengolahan utama adalah proses yang dipilih untuk menurunkan pencemar utama dalam
air limbah. Selanjutnya pada pengolahan akhir dilakukan proses lanjutan untuk
mengolah limbah agar sesuai dengan baku mutu yang ditetapkan.
Terdapat 3 jenis proses yang dapat dilakukan untuk mengolah air limbah yaitu: proses
secara fisik, biologi, dan kimia. Proses fisik dilakukan dengan cara dilakukan
memberikan perlakuan fisik pada air limbah seperti menyaring, mengendapkan, atau
mengatur suhu proses dengan menggunakan alat screening, grit chamber, settling tank /
settling pond, dan lain – lain.
Proses biologi dilakukan dengan cara memberikan perlakuan atau proses biologi
terhadap air limbah seperti penguraian atau penggabungan substansi biologi dengan
lumpur aktif (active sludge), attached growth filtration, aerobic process dan an-aerobic
process.
Proses kimia dilakukan dengan cara membubuhkan bahan kimia atau larutan kimia pada
air limbah agar dihasilkan reaksi tertentu. Bahan kimia yang digunakan adalah ferri
sulfat, ferri clorida, fero sulfat, poly alumunium clorida, dan poly electroplit. Pemakaian
bahan kimia ditentukan oleh kondisi alir limbahnya terutama masalah derajat keasaman
atau pH. Beberapa proses pengolahan air limbah secara kimia koagulasi atau flokulasi,
netralisasi, pertukaran ion, gas transfer.
2.4 Pengolahan Limbah Secara Netralisasi
Netralisasi berawal dari teori tentang asam basa yang di kemukakan oleh Arhennius,
bronted lowry dan Lewis. Menurut arhenius asam adalah suatu senyawa yang jika
dilarutkan dalam air akan melepaskan ion H+ dan basa adalah suatu senyawa yang jika
dilarutkan dalam air akan melepaskan ion OH-. Menurut bronsted lowry asam adalah
suatu zat yang memberikan proton sedangkan basa adalah akseptor proton. Dalam
praktikum netralisasi kita akan menggunakan teori bronsted lowry karena teorinya lebih
mendasar.
Titrasi asam basa adalah penetapan kadar suatu zat (asam atau basa) berdasarkan atas
reaksi asam basa. Bila titran digunakan larutan asam baku maka penetapan tersebut
dinamakan asidimetri, sedangkan apabila larutan bakunya basa sebagai titran maka
penetapan itu disebut alkalimetri. Netralisasi adalah suatu reaksi antara senyawa asam
dan senyawa basa dengan menggunakan indikator tertentu untuk menjadikannya suatu
senyawa netral. Pada percobaan netralisasi ini lakukan percobaan asidimetri, alkalimetri
dan titrasi bebas air.
Netralisasi merupakan reaksi dimana asam dan basa bereaksi dalam larutan berair untuk
menghasilkan garam dan air. Natrium klorida cair yang dihasilkan dalam reaksi disebut
garam. Sebuah garam merupakan senyawa ionik yang terdiri dari kation dari basa dan
anion dari asam. Sebuah garam pada dasarnya adalah setiap senyawa ionik yang bukan
merupakan asam atau basa.
Netralisasi limbah diperlukan jika kondisi limbah masih di luar range pH baku mutu
limbah (BML) yang diperlukan (pH 6 – 8), sebab limbah diluar kondisi tersebut dapat
bersifat racun atau korosif, termasuk bakteri. Dalam beberapa hal netralisasi dapat
dilakukan dengan cara mencampur limbah yang bersifat asam dengan limbah yang
bersifat basa. Pencampuran dilakukan di dalam suatu bak equalisasi (bak penstabil)
pada level ketinggian tetap. Bak ini juga sering disebut tangki netralisasi. Tangki reaksi
netralisasi dilengkapi dengan alat sensor pH untuk mengontrol kondisi hasil reaksi.
2.5 Reaksi Pengolahan Limbah Secara Netralisasi
Secara umum reaksi netralisasi tersebut sebagai berikut:
Asam + Basa
Garam + Air (kondisi lebih netral)
Netralisasi mengunakan bahan kimia dilakukan dengan menambahkan bahan yang
bersifat asam kuat atau basa kuat. Air limbah yang bersifat asam pada umumnya
dinetralkan dengan larutan kapur (Ca(OH)2), soda kostik (NaOH) atau natrium karbonat
(Na2CO3).
Air limbah yang bersifat basa dinetralkan dengan asam kuat seperti H 2SO4, HCl atau
dengan gas CO2. Netralisasi dengan CO2 dapat dilakukan dengan memasukkan gas CO 2
melalui bagian bawah tangki netralisasi. Gas akan membentuk gelembung – gelembung
gas yang akan bereaksi dengan basa yang ada sehingga dihasilkan asam karbonat
(H2CO3).
Netralisasi dapat dilakukan dengan 2 sistem, yaitu: batch atau continue, tergantung pada
aliran air limbah. Netralisai sistem batch biasanya digunakan jika aliran sedikit dan
kalitas air buangan cukup tinggi. Netralisasi sistem continue digunakan jika laju aliran
besar sehingga perlu dilengkapi dengan alat kontrol otomatis.
Ketika jumlah yang sama dari asam kuat seperti asam klorida dicampur dengan basa
kuat seperti natrium hidroksida, hasilnya adalah larutan netral. Produk reaksi tidak
memiliki karakteristik baik asam atau basa. Berikut adalah persamaan reaksi
keseimbangan molekul.
HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
Reaksi kimia yang terjadi dalam larutan air yang lebih akurat diwakili dengan
persamaan reaksi ion bersih. Persamaan ionik lengkap untuk netralisasi asam klorida
dengan natrium hidroksida ditulis sebagai berikut:
H+ + Cl– + Na+ + OH– → Na+ + Cl– + H2O
Karena asam dan basa keduanya kuat, mereka sepenuhnya terionisasi dan seterusnya
ditulis sebagai ion, seperti NaCl terbentuk sebagai produk. Ion-ion natrium dan ion
klorida adalah ion spektator dalam reaksi, sehingga menghasilkan reskai berikut sebagai
reaksi ionik bersih.
H+ + OH– → H2O
Semua reaksi netralisasi asam kuat dengan basa kuat adalah reaksi ionik bersih ion
hidrogen digabung dengan ion hidroksida untuk menghasilkan air.
Persamaan molekul yang setimbang sekarang melibatkan rasio 01:02 antara asam dan
basa.
H2SO4 (aq) + 2NaOH (aq) → Na2SO4 + 2H2O (l)
Agar reaksi menjadi netralisasi penuh, mol NaOH dua kali lebih banyak harus bereaksi
dengan H2SO4. Garam natrium sulfat larut, dan seterusnya reaksi ionik bersih sama lagi.
Rasio mol yang berbeda terjadi karena asam poliprotik lainnya atau basa dengan
beberapa hidroksida seperti Ca(OH)2.
2.6 Macam – Macam Proses Netralisasi
a. Mengalirkan air limbah yang bersifat asam pada media batu kapur
Ini merupakan sistem aliran ke bawah atau ke atas. Dimana maksimum kecepatan
hidrolik untuk sistem aliran ke bawah adalah 1 gal/min.ft2 (4,07 x 10-2 m3/min.m2).
Konsentrasi asam dibatasi hingga 0,6 % H 2SO4 jika H2SO4 ada dan melapisi butiran
kapur dengan bahan CaSO4 & CO2. Kecepatan hydrolik loading dapat bertambah dengan
sistem aliran ke atas karena hasil dari reaksi dijaga sebelum adanya pengendapan.
Sistem ini dapat dilihat pada gambar 2.1 berikut :
Gambar 2.1 Sistem pengaliran limbah
b. Mencampur air limbah yang bersifat asam dengan bahan-bahan yang bersifat basa
Jenis netralisasi ini tergantung dari macam – macam bahan basa yang digunakan
Magnesium adalah bahan basa yang sangat reaktif dalam asam kuat dan digunakan pada
pH di bawah 4,2.
Netralisasi dengan menggunakan bahan basa dapat didefinisikan berdasarkan faktor
titrasi dalam 1 gram sampel dengan HCl yang dididihkan selama 15 menit kemudian
dititrasi lagi dengan 0,5 N NaOH dengan menggunakan phenolpthalen sebagai buffer.
Mencampurkan bahan-bahan basa dapat dilakukan dengan pemanasan maupun
pengadukan secara fisik. Untuk bahan yang sangat reaktif, reaksi terjadi secara lengkap
selama 10 menit. Bahan – bahan basa lainya yang dapat digunakan sebagai netralisasi
adalah NaOH, Na2CO3 atau NH4OH.
c. Air limbah yang bersifat basa
Banyak bahan asam kuat yang efektif digunakan untuk menetralkan air limbah yang
bersifat basa, biasanya yang digunakan adalah sulfaric atau hydrochloric acid. Asap gas
yang terdri dari 14% CO2 dapat digunakan untuk netralisasi dengan melewatkan
gelembung-gelembung gas melalui air limbah CO 2 ini terbentuk dari carbonik acid yang
mana dapat bereaksi dengan basa. Reaksi ini lambat tapi cukup untuk mendapatkan pH
antara 7 hingga 8. Cara lain yang dapat digunakan adalah dengan menggunakan spray
tower.
Adapun beberapa sistem yang digunakan untuk bangunan netralisasi ini adalah:
Sistem Batch, yang digunakan untuk aliran air limbah hingga 380 m3/hari (limbah
industri makanan/pangan).
Sistem continouse, dengan pH control dimana dibutuhkan udara untuk pengadukan
dengan minimum aliran air 1-3 ft3/mm, ft2 atau 0,3-0,9 m3/mm, m2 pada kedalaman 9
ft (2,7 m) (atau kebanyakan digunakan pada industri pengolahan kopi).
Gambar 2.2 Sistem Continous
Sistem pengadukan mekanis, dimana daya yang digunakan 0,2-0,4 hp/thausand gal
( 0,04 - 0,08 kW/m3 ) (digunakan pada limbah – limbah cair yang mengandung bahan
padat).
Gambar 2.3 Sistem pengadukan mekanis
2.7 Keunggulan dan Kelemahan Proses Netralisasi
Keunggulan dari proses netralisasi dengan proses lainnya adalah sebagai berikut :
Bahan – bahan yang digunakan mudah didapat
Prosesnya mudah dilakukan
Biaya yang digunakan tidak terlalu mahal
Sedangkan kelemahan dari proses netralisasi adalah sebagai berikut :
Proses ini hanya bisa dilakukan pada jenis limbah cair
2.8 Undang-Undang Baku Mutu Air
Peraturan Pemerintah mengenai baku mutu air diatur oleh Mentri Lingkungan Hidup
dalam “PERATURAN MENTERI LINGKUNGAN HIDUP REPUBLIK INDONESIA
NOMOR 5 TAHUN 2014 TENTANG BAKU MUTU AIR LIMBAH”.
BAB III
KESIMPULAN
Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa :
1. Netralisasi merupakan reaksi dimana asam dan basa bereaksi dalam larutan berair
untuk menghasilkan garam dan air. Natrium klorida cair yang dihasilkan dalam
reaksi disebut garam. Sebuah garam merupakan senyawa ionik yang terdiri dari
kation dari basa dan anion dari asam. Sebuah garam pada dasarnya adalah setiap
senyawa ionik yang bukan merupakan asam atau basa.
2. Netralisasi dapat dilakukan dengan 2 sistem, yaitu: batch atau continue, tergantung
pada aliran air limbah. Netralisai sistem batch biasanya digunakan jika aliran sedikit
dan kalitas air buangan cukup tinggi. Netralisasi sistem continue digunakan jika laju
aliran besar sehingga perlu dilengkapi dengan alat kontrol otomatis.
3. Secara umum reaksi netralisasi tersebut sebagai berikut:
Asam + Basa
Garam + Air (kondisi lebih netral)
Netralisasi mengunakan bahan kimia dilakukan dengan menambahkan bahan yang
bersifat asam kuat atau basa kuat. Air limbah yang bersifat asam pada umumnya
dinetralkan dengan larutan kapur (Ca(OH)2), soda kostik (NaOH) atau natrium karbonat
(Na2CO3).
“PENGOLAHAN LIMBAH DENGAN CARA
NETRALISASI”
Di Susun Oleh :
Sirril Mufidah
Masriani
Erika Wulan Anggrain
Aris Kumbara
Tri Mulyanto
Ummi Kalsum
Andi Tri Saputra
Arif Alwanatha Denta
Teresia Jari
1209065005
1209065006
1209065023
1209065027
1209065034
1209065038
1209065039
1209065041
1209065044
TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MULAWARMAN
2015
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Kemajuan teknologi akan terus berjalan dan selalu mengalami percepatan. Salah satu
bentuk dari kemajuan teknologi adalah kemajuan dalam bidang industri. Perkembangan
pembangunan di Indonesia khususnya bidang industri, senantiasa meningkatkan
kemakmuran dan dapat menambah lapangan pekerjaan bagi masyarakat kita. Namun di
sisi lain, perkembangan industri memiliki dampak terhadap meningkatnya kuantitas dan
kualitas limbah yang dihasilkan termasuk di dalamnya adalah limbah bahan berbahaya
dan beracun (B3). Bila tidak ditangani dengan baik dan benar, limbah B3 akan
menimbulkan pencemaran terhadap lingkungan. Suatu limbah digolongkan sebagai
limbah B3 bila mengandung bahan berbahaya atau beracun yang sifat dan
konsentrasinya, baik langsung maupun tidak langsung, dapat merusak atau
mencemarkan lingkungan hidup atau membahayakan kesehatan manusia.Yang termasuk
limbah B3 antara lain adalah bahan baku yang berbahaya dan beracun yang tidak
digunakan lagi karena rusak, sisa kemasan, tumpahan, sisa proses, dan oli bekas kapal
yang memerlukan penanganan dan pengolahan khusus. Bahan-bahan ini termasuk
limbah B3 bila memiliki salah satu atau lebih karakteristik yakni mudah meledak,
mudah terbakar, bersifat reaktif, beracun, menyebabkan infeksi, bersifat korosif, dan
lain-lain, yang bila diuji dengan toksikologi dapat diketahui sehingga termasuk limbah
B3.
Ada berbagai cara untuk mengolah limbah B3 baik secara fisika, kimia maupun biologi.
Pemilihan sistem yang akan digunakan untuk mengolah suatu limbah B3 harus
disesuaikan dengan karakteristik dan sifat-sifat limbah tersebut. Pada pengolahan
limbah secara netralisasi sebagian besar limbah cair dari industri mengandung bahanbahan yang bersifat asam (Acidic) ataupun basa (alkaline) yang perlu dinetralkan
sebelum dibuang ke badan air maupun sebelum limbah masuk pada proses pengolahan,
baik pengolahan secara biologi maupun secara kimiawi, proses netralisasi tersebut bisa
dilakukan sebelum atau sesudah proses equalisasi. Reaksi netralisasi merupakan reaksi
dimana asam dan basa bereaksi dalam larutan berair untuk menghasilkan garam dan air.
Natrium klorida cair yang dihasilkan dalam reaksi disebut garam. Sebuah garam
merupakan senyawa ionik yang terdiri dari kation dari basa dan anion dari asam.. Proses
netralisasi ini bertujuan untuk melakukan perubahan derajat keasaman (pH) air limbah
Pada makalah ini akan dibahas lebih lanjut mengenai pengolahan limbah secara
netralisasi yang meliputi proses netralisasi dan reaksi yang terjadi dalam pengolahan
limbah. Semoga makalah ini dapat berguna dalam menambah ilmu pengetahuan dan
dapat diterapkan dalam kehidupan sehari-hari.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana proses pengolahan limbah secara netralisasi?
2. Bagaimana reaksi yang terjadi pada pengolahan limbah secara netralisasi?
1.3 Tujuan
1. Mengetahui maksud dari proses Netralisasi
2. Mengatahui proses pengolahan limbah secara netralisasi.
3. Mengetahui reaksi yang terjadi pada pengolahan limbah secara netralisasi.
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Limbah
Limbah adalah sisa dari suatu usaha atau kegiatan. Limbah berbahaya dan beracun
adalah sisa suatu usaha atau kegiatan yang mengandung bahan berbahaya dan beracun
yang karena sifat, konsentrasi, dan atau jumlahnya, baik secara langsung maupun tidak
langsung, dapat mencemarkan, merusak lingkungan hidup, atau membahayakan
lingkungan hidup manusia serta makhluk hidup.
Limbah cair adalah bahan-bahan pencemar berbentuk cair. Air limbah adalah air yang
membawa sampah (limbah) dari rumah tinggal, bisnis, dan industri yaitu campuran air
dan padatan terlarut atau tersuspensi dapat juga merupakan air buangan dari hasil proses
yang dibuang ke dalam lingkungan. Berdasarkan sifat fisiknya limbah dapat
dikategorikan atas limbah padat, cair, dan gas.
Teknologi pengolahan air limbah adalah kunci dalam memelihara kelestarian
lingkungan. Berbagai teknik pengolahan air limbah untuk menyisihkan bahan
polutannya telah dicoba dan dikembangkan selama ini. Teknik-teknik pengolahan air
buangan yang telah dikembangkan tersebut secara umum dapat dibagi menjadi tiga
metode pengolahan, yaitu pengolahan secara fisika, pengolahan secara kimia, dan
pengolahan secara biologi.
Proses ekualisasi dapat digunakan untuk meredam fluktuasi karakteristik air limbah.
Karakter yang berfluktuatif akan menyulitkan pengolahan diproses selanjutnya dan
boros dalam pemakaian bahan kimia. Fasilitas yang ada adalah bak dengan volume
yang cukup dan mixer sebagai pengaduk. Dengan fasilitas tersebut karakteristik air
limbah relatif konstan.
Proses netralisasi, jika diperlukan, diletakkan setelah proses ekualisasi, karena sebagian
dari aliran dengan pH yang berbeda akan saling menetralisasi satu sama lainnya di bak
ekualisasi. Proses neutralisasi bertujuan untuk menyiapkan kondisi yang sesuai untuk
proses berikutnya.
Pada prinsipnya pengolahan pendahuluan ini merupakan proses pengolahan secara fisikkimia, akan tetapi karena pengolahan ini bertujuan untuk meringankan beban
pengolahan selanjutnya, dan umumnya terdapat pada rangkaian pengolahan limbah cair
di setiap industri, maka pengolahan ini dipisahkan pengelompokkannya dari pengolahan
fisik-kimia.
Pengolahan fisik-kimia artinya mengolah air limbah secara fisik atau kimia. Dalam
proses pengolahan ini, obyek yang akan dibuang, dibuat lebih besar ukurannya sehingga
dapat dengan mudah diendapkan (coagulation and flocculation process) di bak
sedimentasi (bak pengendap), diapungkan (flotation process) serta disaring (filtration
process). Memperbesar ukuran partikel dengan menambahkan koagulan diproses
koagulasi sehingga terbentuk flok. Agar flok lebih besar lagi ukurannya bisa dengan
penambahan flokulan (polymer) di proses flokulasi. Dengan lebih besar ukurannya,
pemisahan dapat lebih mudah.
Sebagian besar karakteristik air limbah mengandung kotoran bahan organik yang
disebut dengan COD atau BOD. Pengolahan yang paling baik adalah dengan
menguraikan bahan organik tersebut dengan bantuan mikroorganisme. Pengolahan
secara biologi bisa dilakukan secara aerobik (memerlukan udara) atau secara anaerobik
(tidak boleh ada udara). Metoda yang digunakan pada proses pengolahan biologis baik
aerobik maupun anaerobik bisa secara tersuspensi (suspended growth) ataupun terlekat
(attached growth). Pada umumnya, proses pengolahan biologis yang digunakan untuk
limbah cair industri di Jawa Barat adalah proses lumpur aktif (activated sludge).
Proses sedimentasi merupakan proses dimana benda-benda halus yang sudah
menggumpal dan siap mengendap, sebagai hasil dari proses koagulasi & flokulasi atau
dari lumpur biologi, dilewatkan dalam sebuah tanki/bak pengendap dengan waktu
detensi tertentu, sehingga dapat mengendap dan tepisah dari air bersihnya.
Adakalanya setelah proses sedimentasi baik dari proses fisika-kimia maupun biologi,
masih terdapat materi-materi halus yang tidak dapat mengendap. Pada kasus ini
diperlukan fasilitas tambahan yaitu saringan atau filter. Saringan umumnya terbuat dari
pasir (single media) dengan diameter yang seragam (uniform), atau pasir dengan
diameter yang tidak seragam (un-uniform), ataupun kombinasi dari pasir dan anthrasit
(dual media) atau lainnya.
Bebarapa industri, meski telah diterapkan sistem pengolahan awal, primer (fisika-kimia)
dan sekunder (biologi), namun kualitas hasil olahan masih belum memenuhi
persyaratan. Oleh karena itu pada sistem itu ditambahkan pengolahan lanjutan
(pengolahan tersier). Biasanya pengolahan lanjutan diterapkan pada satu atau beberapa
parameter saja. Pengolahan tersier juga biasanya diberlakukan terhadap air hasil olahan
yang akan dipakai kembali (daur ulang/recycling) baik untuk dipakai di proses produksi,
cuci lantai atau siram taman danlain-lain. Unit proses pengolahan lanjutan untuk
keperluan recycling juga tergantung dari kualitas air yang akan digunakan.
Proses teknologi membran Reverse Osmosis (RO), Nanofiltration (NF), Ultrafiltration
(UF), Microfiltration (MF) digunakan untuk menghilangkan zat padat koloid,
tersuspensi atau solid yang terlarut. Proses penukar ion/resin (Ion Exchange) pada
umumnya digunakan untuk menghilangkan logam berat. Metoda denitrifikasi dan
dephosphorisasi biologis digunakan untuk menghilangkan zat-zat organik dengan
menggunakan mikroorganisma; Proses adsorpsi dengan karbon aktif butiran (granular
activated carbon, GAC) digunakan untuk menghilangkan zat organik; dan proses
oksidasi secara kimia (chemical oxidation) juga digunakan untuk menghilangkan materi
organik.
2.2 Karasteristik Limbah Cair
Karakteristik air limbah cair dapat diketahui menurut sifat-sifat dan karaktersitik fisika,
kimia dan biologis. Dalam menentukan karakteristik limbah cair, ada tiga (3) sifat yang
harus diketahui, yaitu :
1. Karakteristik Fisika
Karakteristik fisika ini terdiri dari beberapa parameter, diantaranya :
a. Total Solid (TS)
Merupakan padatan di dalam air yang terdiri dari bahan organik maupun anorganik
yang larut, mengendap, atau tersuspensi dalam air.
b. Total Suspended Solid (TSS)
Merupakan jumlah berat dalam mg/l kering lumpur yang ada di dalam air limbah
setelah mengalami penyaringan dengan membran berukuran 0,45 mikron (Sugiharto,
1987). Total Suspended Solid atau Padatan tersuspensi adalah padatan yang
menyebabkan kekeruhan air, tidak terlarut dan tidak dapat langsung mengendap, terdiri
dari partikel-partikel yang ukuran maupun beratnya lebih kecil dari sedimen.
c. Warna
Pada dasarnya air bersih tidak berwarna, tetapi seiring dengan waktu dan meningkatnya
kondisi anaerob, warna limbah berubah dari yang abu–abu menjadi kehitaman. Warna
dalam air disebabkan adanya ion-ion logam besi dan mangan (secara alami), humus,
plankton, tanaman air dan buangan industri.Warna air dibedakan atas dua macam, yaitu:
Warna sejati (true collor) yang diakibatkan oleh bahan-bahan terlarut.
Warna semu (apparent collor) yang selain disebabkan oleh bahan-bahan terlarut, juga
karena bahan-bahan tersuspensi, termasuk diantaranya yang bersifat koloid.
d. Kekeruhan
Kekeruhan disebabkan oleh zat padat tersuspensi, baik yang bersifat organik maupun
anorganik yang mengapung dan terurai dalam air. Kekeruhan menunjukan sifat optis air,
yang mengakibatkan pembiasan cahaya kedalam air. Kekeruhan membatasi masuknya
cahaya dalam air.
e. Temperatur
Merupakan parameter yang sangat penting dikarenakan efeknya terhadap reaksi kimia,
laju reaksi, kehidupan organisme air dan penggunaan air untuk berbagai aktivitas seharihari. Naiknya suhu atau temperatur air akan menimbulkan akibat berikut :
Menurunnya jumlah oksigen terlarut dalam air
Meningkatkan kecepatan reaksi kimia
Mengganggu kehidupan organisme air
f. Bau
Disebabkan oleh udara yang dihasilkan pada proses dekomposisi materi atau
penambahan substansi pada limbah. Sifat bau limbah disebabkan karena zat-zat organik
yang telah berurai dalam limbah dan mengeluarkan gas-gas seperti sulfide atau amoniak
yang menimbulkan penciuman tidak enak. Hal ini disebabkan adanya pencampuran dari
nitrogen, sulfur dan fosfor yang berasal dari pembusukan protein yang dikandung
limbah. Pengendalian bau sangat penting karena terkait dengan masalah estetika.
g. Minyak dan Lemak
Minyak dan lemak yang mencemari air sering dimasukan ke dalam kelompok padatan,
yaitu padatan yang mengapung di atas permukaan air. Minyak dan lemak merupakan
bahan organis bersifat tetap dan sukar diuraikan oleh bakteri. Karena berat jenisnya
lebih kecil dari pada air maka minyak tersebut membentuk lapisan tipis di permukaan
air dan menutup permukaan yang mengakibatkan terbatasnya oksigen masuk ke dalam
air.
2. Karateristik Kimia
a. Biological Oxygen Demand (BOD)
Menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang dibutuhkan oleh organisme hidup untuk
menguraikan atau mengoksidasi bahan–bahan buangan di dalam air. Jadi nilai BOD
tidak menunjukan jumlah bahan organik yang sebenarnya, tetapi hanya mengukur
secara relativ jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk mengoksidasi bahan-bahan
buangan tersebut. Jika konsumsi oksigen tinggi, yang ditunjukan dengan semakin
kecilnya sisa oksigen terlarut didalam air, maka berarti kandungan bahan buangan yang
membutuhkan oksigen adalah tinggi.
BOD dapat diterima bilamana jumlah oksigen yang akan dihabiskan dalam waktu lima
hari oleh organisme pengurai aerobik dalam suatu volume limbah pada suhu 200C.
Hasilnya dinyatakan dengan ppm.
b. Chemical Oxygen Demand (COD)
COD Merupakan jumlah kebutuhan oksigen dalam air untuk proses reaksi secara kimia
guna menguraikan unsur pencemar yang ada. COD dinyatakan dalam ppm (part per
milion) atau ml O2/ liter.(Alaerts dan Santika, 1984). Pengukuran kekuatan limbah
dengan COD adalah bentuk lain pengukuran kebutuhan oksigen dalam air limbah.
Pengukuran ini menekankan kebutuhan oksigen akan kimia dimana senyawa-senyawa
yang diukur adalah bahan-bahan yang tidak dapat dipecah secara biokimia.
Angka COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat anorganik. Dalam
laboratorium, pengukuran COD dilakukan sesaat dengan membuat pengoksidasi
K2Cr2O7 yang digunakan sebagi sumber oksigen.
c. Dissolved Oxygen (DO)
DO adalah kadar oksigen terlarut yang dibutuhkan untuk respirasi aerob
mikroorganisme. DO di dalam air sangat tergantung pada temperatur dan salinitas.
Keadaan DO berlawanan dengan keadaan BOD. Semakin tinggi BOD semakin rendah
DO. Keadaan DO dalam air dapat menunjukan tanda-tanda kehidupan organisme dalam
perairan. Angka DO yang tinggi menunjukan keadaan air yang semakin baik.
d. Derajat keasaman (pH)
Keasaman air diukur dengan pH meter.Keasaman ditetapkan berdasarkan tinggirendahnya konsentrasi ion hidrogen dalam air. pH dapat mempengaruhi kehidupan
biologi dalam air. Bila terlalu rendah atau terlalu tinggi dapat mematikan kehidupan
mikroorganisme. Ph normal untuk kehidupan air 6 – 8.
e. Logam Berat
Air sering tercemar oleh berbagai komponan anorganik, diantaranya berbagai jenis
logam berat yang berbahaya. Logam berat bila konsentrasinya berlebih dapat bersifat
toksik sehingga diperlukan pengukuran dan pengolahan limbah yang mengandung
logam berat.
Logam berat yang berbahaya dan sering mencemari lingkungan, yang terutama adalah
Merkuri (Hg), Timbal (Pb), Arsenik (As), Kadmium (Cd), Tembaga (Cu), Kromium
(Cr), dan Nikel (Ni). Logam- logam tersebut diketahui dapat mengumpul di dalam
tubuh suatu organisme dan tetap tinggal dalam tubuh dalam jangka waktu yang lama
sebagai racun yang terakumulasi.
f. Tembaga (Cu)
Tembaga dengan nama kimia cupprum dilambangkan dengan Cu. Unsur logam ini
berbentuk kristal dengan warna kemerahan.Unsur tembaga di alam, dapat ditemukan
dalam bentuk logam bebas, akan tetapi lebih banyak ditemukan dalam bentuk
persenyawaan atau senyawa padat dalam bentuk mineral, seperti dari peristiwa
pengikisan (erosi) dari batuan mineral.
Sesuai dengan sifat kelogamannya, Cu dapat membentuk alloy dengan bermacammacam logam. Dalam bidang industri, senyawa Cu banyak digunakan, seperti pada
industri cat sebagai antifoling, industri insektisida dan fungisida, dan lain-lain.
Pada manusia, efek keracunan utama yang ditimbulkan akibat terpapar oleh debu atau
uap logam Cu adalah terjadinya gangguan pada jalur penafasan sebelah atas.
g. Cadmium (Cd)
Logam Cd mempunyai penyebaran yang sangat luas di alam, namun hanya satu jenis
mineral Cd di alam, yaitu greennockite (CdS) yang selalu ditemukan bersamaan dengan
mineral spalerite (ZnS). Logam ini bersifat lunak, ductile, berwarna putih seperti putih
perak.
Prinsip utama dalam penggunaan cadmium adalah sebagai bahan ”stabilisasi” sebagai
bahan pewarna dalam industri plastik dan pada elektroplating. Namun sebagian besar
dari substansi logam cadmium ini juga digunakan pada baterai.
Keracunan yang diakibatkan oleh Cd dapat bersifat akut dan kronis.Keracunan akut
oleh logam Cd menimbulkan penyakit paru-paru. Sedangkan keracunan kronik yang
diakibatkan logam Cd adalah kerusakan pada banyak sistem fisiologis tubuh.
3. Karakteristik Biologi
Karakteristik biologi digunakan untuk mengukur kualitas air terutama air yang
dikonsumsi sebagai air minum dan air bersih. Parameter yang biasa digunakan adalah
banyaknya mikroorganisme yang terkandung dalam air limbah.
Limbah dan Unit Proses yang Dibutuhkan :
Polutan/Kontamminan
Suspended solid
Biodegradable organics
Volatile organics
Pathogen
Unit operasi, Unit Sistem atau Sistem
Perlakuan
Screening and comminution
Grit removal
Sedimentasi
Filtrasi
Flotasi
Penambahan polimer kimia
Koagulasi/sedimentasi
Sistem alamiah (land treatment)
Berbagai proses lumpur aktif
Fixed–film reactor: trickling filters
Fixed–film reactor: RBC Lagoon
variations
Intermittent sand filtration
Sistem fisika-kimia
Sistem alamiah
Air stripping
Off gas treatment
Adsorpsi karbon
Klorinasi
Hipoklorinasi
Bromine klorida
Ozonasi
Radiasi UV
Sistem alamiah
Nutrient:
Nitrogen
Fosfor
Nitrogen dan Fosfor
Refractory organics
Logam berat
Padatan organic terlarut
Berbagai suspended-growth nitrification
and denitrification
Berbagai fixed-film nitrification and
denitrification
Ammonia stripping
Pertukaran ion
Breakpoint chlorination
Sistem alamiah
Penambahan garam logam
Lime coagulation/sedimentation
Biological phosphorus removal
Biological-chemical
phosphorus
removal
Sistem alamiah
Biological nutrient removal
Adsorpsi karbon
Ozonasi tersier
Sistem alamiah
Preipitasi kimiawi
Pertukaran ion
Sistem alamiah
Pertukaran ion
Reverse osmosis elektrodialisis
2.3 Pengolahan Limbah
Pengolahan limbah adalah upaya terakhir dalam sistem pengelolaan limbah setelah
sebelumnya dilakukan oktimasi proses produksi dan pengurangan serta pemanfaatan
limbah. Pengolahan limbah dimaksudkan untuk menurunkan tingkat cemaran yang
terdapat dalam limbah sehingga aman untuk dibuang ke lingkungan.
Limbah yang dikeluarkan dari setiap kegiatan akan memiliki karakteristik yang
berlainan. Hal ini karena bahan baku, teknologi proses, dan peralatan yang digunakan
juga berbeda. Namun akan tetap ada kemiripan karateristik diantara limbah yang
dihasilkan dari proses untuk menghailkan produk yang sama.
Karakteristik utama limbah didasarkan pada jumlah atau volume limbah dan kandungan
bahan pencemarnya yang terdiri dari unsure fisik, biologi, kimia, dan radioaktif.
Karakteristik ini akan menjadi dasar untuk menentukan proses dan alat yang digunakan
untuk mengolah air limbah.
Pengolahan air limbah biasanya menerapkan 3 tahapan proses, yaitu: pengolahan
pendahuluan (pre-treatment), pengolahan utama (primary treatment), dan pengolahan
akhir (post treatment). Pengolahan pendahuluan ditujukan untuk mengkondisikan alitan,
beban limbah dan karakter lainnya agar sesuai untuk masuk ke pengolahan utama.
Pengolahan utama adalah proses yang dipilih untuk menurunkan pencemar utama dalam
air limbah. Selanjutnya pada pengolahan akhir dilakukan proses lanjutan untuk
mengolah limbah agar sesuai dengan baku mutu yang ditetapkan.
Terdapat 3 jenis proses yang dapat dilakukan untuk mengolah air limbah yaitu: proses
secara fisik, biologi, dan kimia. Proses fisik dilakukan dengan cara dilakukan
memberikan perlakuan fisik pada air limbah seperti menyaring, mengendapkan, atau
mengatur suhu proses dengan menggunakan alat screening, grit chamber, settling tank /
settling pond, dan lain – lain.
Proses biologi dilakukan dengan cara memberikan perlakuan atau proses biologi
terhadap air limbah seperti penguraian atau penggabungan substansi biologi dengan
lumpur aktif (active sludge), attached growth filtration, aerobic process dan an-aerobic
process.
Proses kimia dilakukan dengan cara membubuhkan bahan kimia atau larutan kimia pada
air limbah agar dihasilkan reaksi tertentu. Bahan kimia yang digunakan adalah ferri
sulfat, ferri clorida, fero sulfat, poly alumunium clorida, dan poly electroplit. Pemakaian
bahan kimia ditentukan oleh kondisi alir limbahnya terutama masalah derajat keasaman
atau pH. Beberapa proses pengolahan air limbah secara kimia koagulasi atau flokulasi,
netralisasi, pertukaran ion, gas transfer.
2.4 Pengolahan Limbah Secara Netralisasi
Netralisasi berawal dari teori tentang asam basa yang di kemukakan oleh Arhennius,
bronted lowry dan Lewis. Menurut arhenius asam adalah suatu senyawa yang jika
dilarutkan dalam air akan melepaskan ion H+ dan basa adalah suatu senyawa yang jika
dilarutkan dalam air akan melepaskan ion OH-. Menurut bronsted lowry asam adalah
suatu zat yang memberikan proton sedangkan basa adalah akseptor proton. Dalam
praktikum netralisasi kita akan menggunakan teori bronsted lowry karena teorinya lebih
mendasar.
Titrasi asam basa adalah penetapan kadar suatu zat (asam atau basa) berdasarkan atas
reaksi asam basa. Bila titran digunakan larutan asam baku maka penetapan tersebut
dinamakan asidimetri, sedangkan apabila larutan bakunya basa sebagai titran maka
penetapan itu disebut alkalimetri. Netralisasi adalah suatu reaksi antara senyawa asam
dan senyawa basa dengan menggunakan indikator tertentu untuk menjadikannya suatu
senyawa netral. Pada percobaan netralisasi ini lakukan percobaan asidimetri, alkalimetri
dan titrasi bebas air.
Netralisasi merupakan reaksi dimana asam dan basa bereaksi dalam larutan berair untuk
menghasilkan garam dan air. Natrium klorida cair yang dihasilkan dalam reaksi disebut
garam. Sebuah garam merupakan senyawa ionik yang terdiri dari kation dari basa dan
anion dari asam. Sebuah garam pada dasarnya adalah setiap senyawa ionik yang bukan
merupakan asam atau basa.
Netralisasi limbah diperlukan jika kondisi limbah masih di luar range pH baku mutu
limbah (BML) yang diperlukan (pH 6 – 8), sebab limbah diluar kondisi tersebut dapat
bersifat racun atau korosif, termasuk bakteri. Dalam beberapa hal netralisasi dapat
dilakukan dengan cara mencampur limbah yang bersifat asam dengan limbah yang
bersifat basa. Pencampuran dilakukan di dalam suatu bak equalisasi (bak penstabil)
pada level ketinggian tetap. Bak ini juga sering disebut tangki netralisasi. Tangki reaksi
netralisasi dilengkapi dengan alat sensor pH untuk mengontrol kondisi hasil reaksi.
2.5 Reaksi Pengolahan Limbah Secara Netralisasi
Secara umum reaksi netralisasi tersebut sebagai berikut:
Asam + Basa
Garam + Air (kondisi lebih netral)
Netralisasi mengunakan bahan kimia dilakukan dengan menambahkan bahan yang
bersifat asam kuat atau basa kuat. Air limbah yang bersifat asam pada umumnya
dinetralkan dengan larutan kapur (Ca(OH)2), soda kostik (NaOH) atau natrium karbonat
(Na2CO3).
Air limbah yang bersifat basa dinetralkan dengan asam kuat seperti H 2SO4, HCl atau
dengan gas CO2. Netralisasi dengan CO2 dapat dilakukan dengan memasukkan gas CO 2
melalui bagian bawah tangki netralisasi. Gas akan membentuk gelembung – gelembung
gas yang akan bereaksi dengan basa yang ada sehingga dihasilkan asam karbonat
(H2CO3).
Netralisasi dapat dilakukan dengan 2 sistem, yaitu: batch atau continue, tergantung pada
aliran air limbah. Netralisai sistem batch biasanya digunakan jika aliran sedikit dan
kalitas air buangan cukup tinggi. Netralisasi sistem continue digunakan jika laju aliran
besar sehingga perlu dilengkapi dengan alat kontrol otomatis.
Ketika jumlah yang sama dari asam kuat seperti asam klorida dicampur dengan basa
kuat seperti natrium hidroksida, hasilnya adalah larutan netral. Produk reaksi tidak
memiliki karakteristik baik asam atau basa. Berikut adalah persamaan reaksi
keseimbangan molekul.
HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
Reaksi kimia yang terjadi dalam larutan air yang lebih akurat diwakili dengan
persamaan reaksi ion bersih. Persamaan ionik lengkap untuk netralisasi asam klorida
dengan natrium hidroksida ditulis sebagai berikut:
H+ + Cl– + Na+ + OH– → Na+ + Cl– + H2O
Karena asam dan basa keduanya kuat, mereka sepenuhnya terionisasi dan seterusnya
ditulis sebagai ion, seperti NaCl terbentuk sebagai produk. Ion-ion natrium dan ion
klorida adalah ion spektator dalam reaksi, sehingga menghasilkan reskai berikut sebagai
reaksi ionik bersih.
H+ + OH– → H2O
Semua reaksi netralisasi asam kuat dengan basa kuat adalah reaksi ionik bersih ion
hidrogen digabung dengan ion hidroksida untuk menghasilkan air.
Persamaan molekul yang setimbang sekarang melibatkan rasio 01:02 antara asam dan
basa.
H2SO4 (aq) + 2NaOH (aq) → Na2SO4 + 2H2O (l)
Agar reaksi menjadi netralisasi penuh, mol NaOH dua kali lebih banyak harus bereaksi
dengan H2SO4. Garam natrium sulfat larut, dan seterusnya reaksi ionik bersih sama lagi.
Rasio mol yang berbeda terjadi karena asam poliprotik lainnya atau basa dengan
beberapa hidroksida seperti Ca(OH)2.
2.6 Macam – Macam Proses Netralisasi
a. Mengalirkan air limbah yang bersifat asam pada media batu kapur
Ini merupakan sistem aliran ke bawah atau ke atas. Dimana maksimum kecepatan
hidrolik untuk sistem aliran ke bawah adalah 1 gal/min.ft2 (4,07 x 10-2 m3/min.m2).
Konsentrasi asam dibatasi hingga 0,6 % H 2SO4 jika H2SO4 ada dan melapisi butiran
kapur dengan bahan CaSO4 & CO2. Kecepatan hydrolik loading dapat bertambah dengan
sistem aliran ke atas karena hasil dari reaksi dijaga sebelum adanya pengendapan.
Sistem ini dapat dilihat pada gambar 2.1 berikut :
Gambar 2.1 Sistem pengaliran limbah
b. Mencampur air limbah yang bersifat asam dengan bahan-bahan yang bersifat basa
Jenis netralisasi ini tergantung dari macam – macam bahan basa yang digunakan
Magnesium adalah bahan basa yang sangat reaktif dalam asam kuat dan digunakan pada
pH di bawah 4,2.
Netralisasi dengan menggunakan bahan basa dapat didefinisikan berdasarkan faktor
titrasi dalam 1 gram sampel dengan HCl yang dididihkan selama 15 menit kemudian
dititrasi lagi dengan 0,5 N NaOH dengan menggunakan phenolpthalen sebagai buffer.
Mencampurkan bahan-bahan basa dapat dilakukan dengan pemanasan maupun
pengadukan secara fisik. Untuk bahan yang sangat reaktif, reaksi terjadi secara lengkap
selama 10 menit. Bahan – bahan basa lainya yang dapat digunakan sebagai netralisasi
adalah NaOH, Na2CO3 atau NH4OH.
c. Air limbah yang bersifat basa
Banyak bahan asam kuat yang efektif digunakan untuk menetralkan air limbah yang
bersifat basa, biasanya yang digunakan adalah sulfaric atau hydrochloric acid. Asap gas
yang terdri dari 14% CO2 dapat digunakan untuk netralisasi dengan melewatkan
gelembung-gelembung gas melalui air limbah CO 2 ini terbentuk dari carbonik acid yang
mana dapat bereaksi dengan basa. Reaksi ini lambat tapi cukup untuk mendapatkan pH
antara 7 hingga 8. Cara lain yang dapat digunakan adalah dengan menggunakan spray
tower.
Adapun beberapa sistem yang digunakan untuk bangunan netralisasi ini adalah:
Sistem Batch, yang digunakan untuk aliran air limbah hingga 380 m3/hari (limbah
industri makanan/pangan).
Sistem continouse, dengan pH control dimana dibutuhkan udara untuk pengadukan
dengan minimum aliran air 1-3 ft3/mm, ft2 atau 0,3-0,9 m3/mm, m2 pada kedalaman 9
ft (2,7 m) (atau kebanyakan digunakan pada industri pengolahan kopi).
Gambar 2.2 Sistem Continous
Sistem pengadukan mekanis, dimana daya yang digunakan 0,2-0,4 hp/thausand gal
( 0,04 - 0,08 kW/m3 ) (digunakan pada limbah – limbah cair yang mengandung bahan
padat).
Gambar 2.3 Sistem pengadukan mekanis
2.7 Keunggulan dan Kelemahan Proses Netralisasi
Keunggulan dari proses netralisasi dengan proses lainnya adalah sebagai berikut :
Bahan – bahan yang digunakan mudah didapat
Prosesnya mudah dilakukan
Biaya yang digunakan tidak terlalu mahal
Sedangkan kelemahan dari proses netralisasi adalah sebagai berikut :
Proses ini hanya bisa dilakukan pada jenis limbah cair
2.8 Undang-Undang Baku Mutu Air
Peraturan Pemerintah mengenai baku mutu air diatur oleh Mentri Lingkungan Hidup
dalam “PERATURAN MENTERI LINGKUNGAN HIDUP REPUBLIK INDONESIA
NOMOR 5 TAHUN 2014 TENTANG BAKU MUTU AIR LIMBAH”.
BAB III
KESIMPULAN
Dari uraian diatas dapat disimpulkan bahwa :
1. Netralisasi merupakan reaksi dimana asam dan basa bereaksi dalam larutan berair
untuk menghasilkan garam dan air. Natrium klorida cair yang dihasilkan dalam
reaksi disebut garam. Sebuah garam merupakan senyawa ionik yang terdiri dari
kation dari basa dan anion dari asam. Sebuah garam pada dasarnya adalah setiap
senyawa ionik yang bukan merupakan asam atau basa.
2. Netralisasi dapat dilakukan dengan 2 sistem, yaitu: batch atau continue, tergantung
pada aliran air limbah. Netralisai sistem batch biasanya digunakan jika aliran sedikit
dan kalitas air buangan cukup tinggi. Netralisasi sistem continue digunakan jika laju
aliran besar sehingga perlu dilengkapi dengan alat kontrol otomatis.
3. Secara umum reaksi netralisasi tersebut sebagai berikut:
Asam + Basa
Garam + Air (kondisi lebih netral)
Netralisasi mengunakan bahan kimia dilakukan dengan menambahkan bahan yang
bersifat asam kuat atau basa kuat. Air limbah yang bersifat asam pada umumnya
dinetralkan dengan larutan kapur (Ca(OH)2), soda kostik (NaOH) atau natrium karbonat
(Na2CO3).