karakteristik air limbah versifinal

7/24/2019 Karakteristik Air Limbah VersiFinal

http://slidepdf.com/reader/full/karakteristik-air-limbah-versifinal 1/31

Karakteristik Air LimbahProf. Tjandra Setiadi, Ph.D.

Program Studi Teknik Kimia FTI

Pusat Studi Lingkungan Hidup (PSLH)Institut Teknologi Bandung

Email: [email protected]



KarakteristikAir Limbah

Fisik

KimiawiBiologis



Karakteristik Fisik

Karakteristik Fisik Kegunaan

Padatan total Menilai potensi penggunaan kembali air limbah dan

menentukan tipe unit pengolahan yang cocok

Padatan terendapkan Menentukan apakah padatan dapat mengendap secara

gravitasi pada waktu tertentu

Distribusi ukuran partikel Meniliai Kinerja unit proses pengolahan

Turbiditas Menilai kualitas dari air limbah yang telah diolah

Warna Menentukan kondisi dari air limbah (aestetik)

Transmitansi Menilai kecocokan efluen untuk disinfektan UV

Bau Menentukan apakah ada gangguan bau

Temperatur Penting sebagai parameter perancangan unit proses biologis

Densitas

Konduktivitas Menilai kecocokan efluen untuk penggunaan pertanian

(Sumber: Metcalf and Eddy, 2004)



Karakteristik Kimiawi (Anorganik )

Karakteristik Anorganik Kegunaan

Nitrogen total Mengukur konsentrasi nutrisi dan derajat dekomposisi di

dalam air limbahFosfor total

pH Mengukur tingkat keasaman/kebasaan di dalam air limbah

Alkalinitas Mengukur tingkat ‘buffer’ di dalam air limbah

Klorida (Cl-) Menilai kecocokan air limbah untuk penggunaan kembali di

bidang pertanian

Sulfat Mengukur potensi bau dan berdampak pada pengolahan

lumpur yang dihasilkan

Logam Menilai penggunaan kembali air limbah dan efek racun

selama pengolahan.

Unsur/senyawa anorganik

spesifik

Melihat keberadaan unsur tertentu di dalam air limbah

Berbagai gas

(O2, CO2, NH3, H2S, CH4)

Melihat keberadaan gas tertentu di dalam air limbah




Karakteristik Kimiawi (Organik)

Karakteristik Anorganik Kegunaan

BOD Mengukur kebutuhan oksigen untuk mengolah air limbah

secara biologis

COD Dapat digunakan untuk menggantikan tes BOD

NOD Mengukur kebutuhan oksigen untuk mengolah komponennitrogen di dalam air limbah menjadi nitrat

TOC Dapat digunakan untuk menggantikan tes BOD

Senyawa spesifik Menentukan keberadaan senyawa organik tertentu dan

menilai apakah perancangan tertentu perlu dilakukan untuk

menghilangkan senyawa tersebut




Karakteristik Biologis

Karakteristik Kegunaan

Bakteri Coliform Melihat keberadaan bakteri patogen

Mikroorganisme spesifik Melihat organisme tertentu untuk melihat penggunaan

kembali




Batasan Air Limbah untuk Industri di Indonesia

Parameter Konsentrasi (mg/L)COD 100-300

BOD 50-150

Minyak Nabati 5-10

Minyak Mineral 10-50

Zat Padatan Tersuspensi (TSS) 200-400

pH 6.0-9.0

Temperatur 38-40 oC

Amonia bebas (NH3) 1.0-5.0

Nitrat (NO3-N) 20-30

Senyawa aktif biru metilen 5-10

Sulfida (H2S) 0.05-0.10

Fenol 0.5-1.0

Sianida (CN) 0.05-0.50

(Sumber: Lampiran C Kepmen LH No. KEP-51/MENLH/10/1995)



Padatan

Klasifikasi padatan (Metcalf and Eddy, 2004)



Padatan

• Air limbah mengandung berbagai jenis padatan.

• Berdasarkan ukuran partikel, Padatan itu dapat

diklasifikasikan:

–

Padatan tersuspensi (suspended solid )Padatan tersuspensi merupakan padatan yang tersaring di dalam filter.

Ukuran pori filter dapat bervariasi antara 0.45 µm – 2.0 µm.

– Padatan terlarut (dissolved solid )

Padatan terlarut merupakan padatan yang lolos saring dari filter yangdigunakan.



Padatan

• Padatan tersuspensi (suspended solid )

Padatan tersuspensi dapat berupa tanah liat, lumpur, bakteri, alga, dan

buangan industri.

Konsentrasi SS yang tinggi dapat mempengaruhi kehidupan akuatik karena

menurunkan DO, mengurangi proses fotosintesis karena terhalangi

padatan, meningkatkan turbiditas, menghambat pernapasan,

memusnahkan spawning bed

• Padatan terlarut (dissolved solid )

Padatan terlarut dapat berupa garam-garam anorganik.

Padatan terlarut seperti senyawa besi dapat memberi warna di air,

senyawa karbonat membuat kerak di boiler.



Padatan

Alat filter untuk menyaring padatan

(http://biology.clc.uc.edu/fankhauser/Labs/Microbiology/Drinking

_Water/jpgs/Drinking_water.html)



Padatan

• Berdasarkan tingkat volatilitas, Padatan itu dapat

diklasifikasikan:

– Padatan volatil (volatile solid )

Padatan volatil merupakan padatan yang menguap dan terbakar pada

temperatur 500 ± 50oC.

– Padatan tetap ( fixed solid )

Padatan tetap merupakan sisa padatan yang masih tertinggal saat

padatan dipanaskan pada temperatur 500 ± 50oC.



Padatan Terendapkan

• Padatan terendapkan dapat

diukur dengan alat Imhoff cone

dengan cara melihat endapan

di dalam air limbah yang

dimasukkan ke dalam alattersebut selama 30 menit.

Imhoff cone

(http://www.aquaculturehub.org/photo/imho

ff-cone?context=popular)



pH

• pH yang sesuai dengan kehidupan makhluk hidup berada

pada rentang 6-9. Perairan yang baik memiliki rentang pH

antara 6-8 (air tawar) dan 8.1-8.4 (air laut).

• Asam seperti asam sulfat dapat menyebabkan iritasi bagi

mata, korosi.

• Basa seperti soda kaustik pada konsentrasi 25 ppm dapat

membuat ikan mati, kerapuhan, mengganggu pembentukan

flok, merusak vegetasi.

• Perubahan pH dapat mempengaruhi kelarutan logam-logam

beracun.



Nitrogen

• Amonia di dalam air dengan konsentrasi 1 mg/L dapat

menjadi racun bagi ikan dan organisme air.

• Konsentrasi nitrat yang tinggi di dalam air dapat

mengakibatkan methemoglobinemia, kelainan darah bagi

anak di bawah 3 bulan.

• Bentuk nitrogen yang umum ditemui di dalam air limbah

adalah : amonia (NH3 ; -III), ion amonium (NH4+; -III), ion nitrit

(NO2-; +III) dan ion nitrat (NO3

-; +V)

• Kandungan nitrogen diukur dengan berbagai metoda, lihat

Tabel berikutnya



Nitrogen

Bentuk Nitrogen Singkatan Definisi

Gas amonia NH3 NH3

Ion amonium NH4

+

NH4

+

Total amonia nitrogen TANa NH3 + NH4

+

Nitrit NO2- NO2

-

Nitrat NO3- NO3

-

Total anorganik nitrogen TINa NH3 + NH4+ + NO2

- + NO3-

Total Kjeldahl nitrogen TKNa N organik + NH3 + NH4+

Nitrogen organik N organika TKN- (NH3 + NH4+)

Total nitrogen TNa N organik + NH3 + NH4+ + NO2

- + NO3-

a Semua bentuk diukur sebagai N

• Bentuk-bentuk nitrogen didefinisikan dalam berbagai bentuk:




Fosfor

• Fosfor juga merupakan nutrien yang penting bagi makhlukhidup.

• Apabila kosentrasi fosfor juga terlalu tinggi, fosfor juga dapat

menyebabkan eutrofikasi di lingkungan.

• Bentuk fosfor yang umum ditemukan di perairan adalahorthofosfat, polifosfat, dan fosfat organik.

• Orthofosfat dapat berbentuk dalam : PO43-, HPO4

2-, H2PO4-,

H3PO4.

• Polifosfat berbentuk molekul dengan dua atau lebih atom P, Odan H. Polifosfat perlu dihidrolisis terlebih dahulu dan

membentuk senyawa orthofosfat.



Sulfur

• Sulfur di dalam air limbah umumnya berbentuk dalam ion sulfat.

• Sulfat direduksi secara anaerobik menjadi H2S dengan reaksi

sebagai berikut:

• H2S ini dapat dioksidasi lebih lanjut secara biologis menjadi asam

sulfat yang bersifat korosif.



Minyak dan Lemak

• Minyak dan lemak (oil and grease) merupakan parameter

yang meliputi lemak, minyak, lilin, dan senyawa-senyawa yang

terkait.

• Jika senyawa minyak dan lemak tidak dihilangkan dari air

limbah, senyawa ini dapat mengganggu dengan cara (1)

membentuk lapisan di permukaan air, (2) mencegah penetrasi

sinar, (3) menjadi racun bagi beberapa ikan tertentu, (4)

bahaya kebakaran.



Bahan Berbahaya dan Beracun

• Bahan B3 meliputi logam berat ( ferrous dan non-ferrous) dan

zat kimia

• Logam berat mencakup Al, Sb, As, Ba, Be, Cr, Co, Cd, Cu, Fe,

Pb, Mn, Hg, Mo, Ni, Se, Ag, Ti, V, Zn.

• Logam berat ini bersifat racun dalam konsentrasi rendah

terhadap makhluk hidup.

• Senyawa kimia yang beracun meliputi: pestisida, sianida,

sulfida, fenol, dsb.



BOD

• BOD atau Biochemical Oxygen Demand merupakan parameter

yang dapat mengukur konsentrasi senyawa organik di dalam

air limbah.

• Secara umum BOD adalah pengukuran tak langsung terhadap

banyaknya oksigen yang digunakan mikroorganisme untuk

mendekomposisi materi organik.

• BOD dilakukan dengan menguji sampel air dengan

membiarkan pada suhu konstan 20oC selama 5 hari.

• Perairan yang baik memiliki nilai BOD 1-2 ppm.



BOD

• Keuntungan tes BOD

1. Menentukan kebutuhan oksigen yang

akurat yang diperlukan untuk

pengolahan biologis

2. Menentukan ukuran unit IPAL3. Menentukan efisiensi beberapa

proses pengolahan

4. Menentukan batas baku mutu air

pengolahan limbah

Prosedur tes BOD (Henze, dkk. 1995)



BOD

• Keterbatasan tes BOD

1. Waktu yang diperlukan untuk tes ini cukup panjang (5 hari, 20 hari)

2. Membutuhkan pretreatment apabila limbahnya mengandung senyawa

racun

3. Hanya mengukur senyawa organik yang biodegradabel4. Uji ini tidak memiliki validitas stokiometrik



BOD

Kurva BOD (http://www.bre.umd.edu/agtopics/topics-julyaug-20.html)



COD

• COD atau Chemical Oxygen Demand merupakan ukuran tak

langsung terhadap banyaknya oksigen yang diperlukan untuk

mengoksidasi materi organik limbah dengan menggunakan

senyawa kalium dikromat (K2Cr2O7) atau kalium permanganat

(KMnO4) dalam pelarut asam.

• Nilai COD selalu lebih tinggi dari BOD karena banyak bahan

organik yang dapat dioksidasi secara kimiawi tetapi tidak

secara biologis.

• COD tidak dapat mengoksidasi senyawa amonia

• Analisis COD dapat dilakukan dengan cepat selama 2 jam.



COD

(a) (b)

Peralatan analitis COD (a) dan vial reagen COD (b)(http://www.idswater.com/water/us/chemical_oxygen_demand_analyzer/529/products.html)

(http://www.camlabworld.com/cod-vials-standards-for-chemical-oxygen-demand-c2866.aspx)



TOD

• TOD atau Total Oxygen Demand merupakan parameter lain

selain BOD dan COD yang mampu mengukur kebutuhan

oksigen total yang diperlukan untuk mengoksidasi senyawa

organik.

• Analisis TOD dilakukan dengan menggunakan katalis tertentu

(platinum) dan dioksidasi dengan temperatur tinggi (900oC)

• Hasil dari TOD lebih tinggi dibandingkan COD dan BOD.



TOC

• Analisis TOC atau Total Organic Carbon dilakukan dengan

mengoksidasi senyawa organik menjadi CO2 dengan

pemanasan. Teknik ini sangat cepat dan hasilnya akurat.

• TOC berbeda baik dengan BOD, COD, maupun TOD karena

analisis TOC menentukan banyaknya atom karbon dan tidak

memberikan kebutuhan oksigen yang diperlukan untuk

oksidasi.

• Analisis TOC membutuhkan peralatan yang mahal dan teknisi

khusus. Selain itu data perbandingan untuk TOC sangatterbatas.



Karakteristik Biologis

• Di dalam air limbah terdapat berbagai

jenis mikroorganisme seperti virus,

bakteri, jamur, protozoa, nematoda, dll.

• Tujuan dari pengujian mikrobial adalah

untuk mendeteksi bakteri-bakteri

patogen yang dapat mengganggu

kesehatan manusia. Namun, bakteri

pembuat penyakit ini tidak mudah

diidentifikasi.

• Tes yang digunakan untuk menentukan

kontaminasi umumnya menggunakan

mikroorganisme coliform.

Tes coliform (http://www.water-research.net/Watershed/fecalba

cteria.htm)



Daftar Pustaka

• Davis, M.L. 2010. Water and Wastewater Engineering :

Design Principles and Practice. McGrawHill: New York

• Henze, M.; Harremoes, P.; Jansen, J.C.; Arvin, E. 1995.

Wastewater Treatment: Biological and Chemical

Processes. Springer-Verlag: Berlin

• Metcalf dan Eddy. 2004. Wastewater Engineering:

Treatment and Reuse. McGrawHill: New York

karakteristik air limbah versifinal

Documents