Rekayasa Teknologi Pengolahan Air Limbah Dan Sampah K.7 [PDF]

Citation preview

MAKALAH INOVASI REKAYASA TEKNOLOGI SANITASI “REKAYASA TEKNOLOGI SANITASI PENGOLAHAN AIR LIMBAH DAN SAMPAH”



Disusun Oleh : Kelompok 7 1. Bunga Dewi Arum Sari



P23133117008



2. Hamida Puspita Harti



P23133117015



3. Hilda Fitriah



P23133117017



4. M. Ivan Erlangga



P23133117025



5. Raufita Heriyah



P23133117030



6. Rizky Amalia



P23133117032



Tingkat III D4 A



Dosen Pembimbing : Catur Puspawati, ST., MKM. Kuat Prabowo, SKM., M.Kes



JURUSAN KESEHATAN LINGKUNGAN POLITEKNIK KESEHATAN KEMENKES JAKARTA II Jln. Hang Jebat III/F3 Kebayoran Baru Jakarta 12120 Telp. 021.7397641, 7397643 Fax. 021. 7397769 E-mail : [email protected] Website : http://poltekkesjkt2.ac.id



A. Pengertian Rekayasa Teknologi Dan Rekayasa Teknologi Sanitasi 



Rekayasa Teknologi



Rekayasa Teknologi adalah bidang studi yang berfokus pada penerapan teknik dan teknologi modern, bukan teoritis. Menurut US Department of Education, Rekayasa Teknologi adalah bidang berkaitan dengan penerapan teknik dasar prinsip – prinsip dan keterampilan teknis untuk mendukung para insinyur yang terlibat dalam berbagai proyek. Rekayasa Teknologi pada umumnya mencakup instruksi dalam berbagai teknik fungsi dukungan untuk penelitian, produksi, dan operasi, dan aplikasi pada spesialisasi teknik tertentu. 



Rekayasa Teknologi Sanitasi



Pengembangan dan penerapan teknologi dibidang (air minum) dan sanitasi yang efektif dan efisien ditujukan untuk meningkatkan pengelolaan sanitasi yang ramah lingkungan, akses yang lebih luas bagimasyarakat, kontinuitas layanan, perlindungan dan pelestarian sumberdaya alam.



B. Manfaat Rekayasa Teknologi Sanitasi 1. Keberadaan



karya



rekayasa



teknologi



sanitasi



memberikan



manfaat



bagi



kesejahteraan masyarakat yang menggunakannya. 2. Keberadaan karya rekayasa teknologi sanitasi memberikan kemudahan bagi masyarakat untuk mengatasi permasalah sanitasi sesuai dengan masalah yang dihadapi. 3. Solusi bagi peningkatan produktifitas dan efektifitas dalam menyelesaikan permasalahan sanitasi. 4. Memacu kreatifitas dan inovasi pembuatnya untuk terus berkaya mencapai optimal. 5. Terciptanya lapangan pekerjaan untuk mewujudkan karya inovasi dan rekayasa teknologi sanitasi. C. Konsep Dan Jenis Rekayasa Teknologi Sanitasi Pengolahan Limbah Cair







Konsep Rekayasa Teknologi Sanitasi Pengolahan Limbah Cair



Pengolahan air limbah dimaksudkan untuk menghilangkan bahan-bahan pencemar yang terkandung dalam air limbah. Tujuan pengolahan air limbah seperti berikut :  1. Menghilangkan/menurunkan konsentrasi bahan pencemar yang terkandung dalam air limbah  2.  Menghindari terjadinya pencemaran lingkungan akibat pembuangan air limbah 3. Memanfaatkan kembali air limbah yang telah dilakukan pengolahan 4. Efisiensi penggunaan air Berdasarkan kandungan bahan pencemar dalam air limbah, pengolahan air limbah diklasifikasikan : 1.



Pengolahan air limbah secara fisik (physical treatment) Pengolahan air limbah secara fisik bertujuan  untuk menyisihkan padatan seperti kayu, plastik, kertas, sampah, pasir, minyak, lemak, dan padatan tersuspensi. Pada pengolahan secara fisik diperkenal berbagai unit operasi (proses) seperti : 1) Screening, untuk proses pemisahan padatan tak terlarut yang bentuknya cukup besar 2) Comminution, untuk menghancurkan atau mereduksi padatan yang tidak seragam menjadi bagian yang lebih kecil dan seragam dengan comminutor. 3) Grit chamber, berfungsi menghilangkan partikel anorganik untuk mencegah kerusakan pada pompa, dan untuk mencegah akumulasi di digestors lumpur 4) Equalisasi, untuk membuat kecepatan aliran dengan bak equalisasi 5) sedimentasi, untuk memisahkan partikel-partikel tersuspensi yang lebih berat dari air sehingga kotoran-kotoran mengendap dengan gaya beratnya sendiri (gaya gravitasi)



6) floatasi, untuk pemisahan padatan dari air. Ini diperlukan jika densitas partikel lebih kecil dibanding densitas air sehingga cenderung mengapung, sehingga perlu ditambahkan gaya ke atas dengan memasukkan udara ke dalam air. Misal dalam proses pemisahan lemak dan minyak. 7) Filtrasi, untuk proses pengolahan limbah yang masih mengandung zat-zat tersuspensi dengan melalui suatu media seperti pasir atau kerikil dengan ukuran tertentu.



2.



Pengolahan air limbah secara kimia (chemical treatment) Pengolahan air limbah secara kimia bertujuan  untuk memisahkan padatan tersuspensi yang sulit mengendap dalam waktu cepat, pertikel koloid, dan padatan terlarut baik bersifat organik maupun anorganik. Proses pengolahan air limbah secara kimia merupakan proses pengolahan dengan penambahan bahan kimia kedalam air limbah Pada pengolahan secara kimia diperkenalkan berbagai unit operasi (proses) ini seperti : 1) netralisasi (netralization), 2) Pengendapan



kimia



(chemical



precipitaions),



pengolahan



dengan



menambahkan bahan kimia pengendap (alum ferrous sulfate) untuk mengubah bentuk fisik padatan dan tersuspensi shg mudah dipisahkan 3) Perpindahan gas (gas transfer), proses perpindahan dari fase gas ke fase lain biasanya ke cair, misalnya pada proses aerob dengan aerator 4) Adsorpsi (adsorption), proses pengambilan suatu bahan terlarut diantara dua permukaan dari dalam larutan, misalnya dengan karbon aktif 5) Disenfeksi (disenfection), menambahkan bahan kimia seperti chlorine, dengan pemanasan, radiasi dll untuk menghambat aktifitas organisme pathogen



3.



Pengolahan air limbah secara biologi  (biological treatment) Pengolahan air limbah secara biologi merupakan pengolahan yang bertujuan  untuk menyisihkan bahan-bahan organik terlarut yang biodegradable. Proses



pengolahan



air



limbah



secara



biologi



melibatkan



penggunaan



mikroorganisme, mikroorganisme akan mengabsorpsi bahan organik dan mengkonversinya menjadi bahan organik yang stabil dan gas seperti CO2, NH4, dan sebagainya.  Berbagai unit operasi (proses) yang diperkenalkan dalam pengolahan air limbah secara biologi seperti pengolahan secara aerob (aerobic) dan anaerob (anaerobic)  dengan mikroorganisme tersuspensi (suspended-growth) , mikroorganisme melekat (attacted-growth) dan danau (lagoon). 



4.



Pengolahan air limbah lanjut (Advanced Treatment) Pengolahan air limbah lanjut dibutuhkan dalam beberapa sistem pengolahan air limbah yang bertujuan untuk menyisihkan kandungan nutrien dalam air limbah. Nutrien yang dimaksud adalah phosphor atau nitrogen, proses pengolahan dapat dilakukan dengan penambahan bahan kimia untuk pengendapan phosphor atau injeksi udara untuk pemisahan nitrogen (air stripping).



5.



Pengolahan lumpur (Sludges treatment) Sludges (lumpur) dihasilkan pada berbagai tahapan proses pengolahan seperti pada pengolahan awal (primary) dihasilkan lumpur berupa padatan yang mudah mengendap (flok),  maupun pada pengolahan kedua (secondary) dihasilkan lumpur berupa mikroorganisme. Tujuan pengolahan sludge (lumpur) ini menstabilkan kondisi lumpr, mereduksi bau, menurunkan kadar air, dekomposisi bahan organik, dan membunuh mikroorganisme berbahaya. Lumpur yang tidak dilakukan pengolahan pada umunya mengandung air kurang lebih 95-97%, sehingga dibutuhkan beberapa proses pengolahan. Proses pengolahan dapat dilakukan dengan metode pengendapan, floatasi, filtrasi dan pengeringan (drying beds), vacumn filter, filter press, dan centrifuge untuk kadar air 50-75% serta dengan proses digestion untuk dekomposisi bahan organik dan mereduksi volume limbah serta bau. Penambahan bahan kimia NaOH atau pemanasan dapat membunuh mikroorganisme berbahaya







Jenis Rekayasa Teknologi Sanitasi Pengolahan Limbah Cair



1. Grease Trap Grease trap adalah alat perangkap grease atau minyak dan oli. Alat ini membantu untuk memisahkan minyak dari air, sehingga minyak tidak



menggumpal dan membeku di pipa pembuangan dan membuat pipa tersumbat. Terbuat dari pasangan bata maupun stainless steel atau Fiberglass sehingga aman dari korosi. Alat ini cocok digunakan di rumah tangga dan di restoran atau Kantin Rumah makan. Grease Trap terdiri dari minimal 3 ruangan yaitu : a. Ruang pertama terdapat basket yang di rancang untuk mampu menjebak padatan atau sisa makanan dari Air cucian dapur. air mengalir dari bawah ke atas karna massa minyak lebih ringan dari massa air. b. Ruang kedua di rancang untuk dapat menahan sisa makan halus dan lemak yang terjebak c. Ruang ketiga terdapat pipa tee dengan pipa kebawah agar hanya air bersih saja yang dapat keluar melalui pipa outlet.



2. Pengolahan Air Limbah Dengan Proses Film Mikrobiologis (Biofilm) a. Klasifikasi proses film mikrobiologis (biofilm) Proses tersebut dapat dilakukan dalam kondisi aerobik, anaerobik atau kombinasi anaerobic dan aerobik. Proses aerobik dilakukan dengan kondisi adanya oksigen terlarut di dalam reactor air limbah, dan proses anaerobik dilakukan dengan tanpa adanya oksigen dalam reaktor air limbah. Sedangkan proses kombinasi anaerobaerob adalah merupakan gabungan proses anaerobik dan proses aerobik. Proses ini biasanya digunakan untuk menghilangan kandungan nitrogen di dalam air limbah. Pada kondisi aerobik terjadi proses nitrifikasi yakni nitrogen ammonium diubah menjadi nitrat (NH4+---> NO3 )



dan pada kondisi anaerobik terjadi proses denitrifikasi yakni nitrat yang terbentuk diubah menjadi gas nitrogen (NO3 -----> N2 ). b. Prinsip pengolahan air limbah dengan sistem biofilm Suatu sistem biofilm yang yang terdiri dari medium penyangga, lapisan biofilm yang melekat pada medium, lapisan alir limbah dan lapisan udara yang terletak diluar. Senyawa polutan yang ada di dalam air limbah misalnya senyawa organic (BOD, COD), ammonia, phospor dan lainnya akan terdifusi ke dalam lapisan atau film biologis yang melekat pada permukaan medium. Pada saat yang bersamaan dengan menggunakan oksigen yang terlarut di dalam



air



limbah



senyawa



polutan



tersebut



akan



diuraikan



oleh



mikroorganisme yang ada di dalam lapisan biofilm dan energi yang dihasilhan akan diubah menjadi biomasa. Sulpai oksigen pada lapisan biofilm dapat dilakukan dengan beberapa cara misalnya pada sistem RBC yakni dengan cara kontak dengan udara luar, pada sistem “Trickling Filter” dengan aliran balik udara, sedangkan pada sistem biofilter tercelup dengan menggunakan blower udara atau pompa sirkulasi. Jika lapiasan mikrobiologis cukup tebal, maka pada bagian luar lapisan mikrobiologis akan berada dalam kondisi aerobik sedangkan pada bagian dalam biofilm yang melekat pada medium akan berada dalam kondisi anaerobik. Pada kondisi anaerobik akan terbentuk gas H2S, dan jika konsentrasi oksigen terlarut cukup besar maka gas H 2S yang terbentuk tersebut akan diubah menjadi sulfat (SO4) oleh bakteri sulfat yang ada di dalam biofilm. Selain itu pada zona aerobik nitrogen–ammonium akan diubah menjadi nitrit dan nitrat dan selanjutnya pada zona anaerobik nitrat yang terbentuk mengalami proses denitrifikasi menjadi gas nitrogen. Oleh karena di dalam sistem bioflim terjadi kondisi anaerobik dan aerobik pada saat yang bersamaan maka dengan sistem tersebut maka proses penghilangan senyawa nitrogen menjadi lebih mudah.



3.



Daur Ulang Air Limbah Pada tahun 1994 dalam sebuah jurnal international water science technology, Hidenari yasui dari Kurita Co, Jepang, memperkenalkan sebuah proses inovasi pengolahan air limbah dengan mereduksi jumlah endapan lumpur yang dihasilkan dari proses pengolahan lumpur aktif. Proses inovasi tersebut kemudian dikenal dengan proses pengolahan air limbah emisi zero (zero emission). Hidenari yasui berhasil mereduksi hampir 100 persen dari limbah endapan lumpur dengan menerapkan teknologi ozon pada proses pengolahan air limbah lumpur aktif. Pada sistem ini sebagian endapan lumpur diambil untuk melalui proses ozonisasi dalam chamber ozon proses. Selanjutnya endapan lumpur tadi dikembalikan pada chamber lumpur aktif. Melalui proses ozonisasi endapan lumpur tadi menjadi material yang mudah untuk diuraikan dan direduksi oleh mikroorganisme. Dalam chamber lumpur aktif bersamaan dengan proses penguraian air limbah material oleh mikroorganisme, terjadi pula proses penguraian endapan lumpur hasil proses tersebut, sehingga tercipta sistem praktis pengolahan air limbah. Ozon yang merupakan spesis aktif dari oksigen memiliki oksidasi potential 2.07V, lebih tinggi dibandingkan chlorine yang hanya memiliki oksidasi potential 1.36V. Dengan oksidasi potential yang tinggi ozon dapat dimanfaatkan untuk membunuh bakteri (strilization), menghilangkan warna (decoloration), menghilangkan bau (deodoration), menguraikan senyawa organik (degradation). Dengan



kemampuan



multifungsi



yang



dimilikinya



ozon



dapat



menguraikan endapan lumpur yang sebagian besar kandungannya adalah bakteri dan senyawa-senyawa organik seperti phenol, benzene, atrazine, dioxin, dan berbagai zat pewarna organik yang tidak dapat teruraikan dalam proses lumpur aktif. Ozon membunuh bakteri dengan cara merusak dinding sel bakteri sekaligus menguraikan bakteri tersebut (Collignon, 1994). Hal ini berbeda dengan chlorine yang hanya mampu membunuh bakteri saja. Ozon juga mampu membunuh bakteri tipe filamen seperti bakteri S Natans, M Parvicella, Thiotrix I



dan II penyebab bulking di mana zat padat dan zat cair sulit terpisahkan pada kolam pengendapan. Dengan menerapkan teknologi ozon pada pengolahan air limbah lumpur aktif didapatkan sistem praktis pengolahan air limbah. Beberapa keuntungan penerapan sistem ini adalah lumpur endapan dapat dihilangkan sehingga pengolahan lanjutan dan/atau pencemaran sungai dapat dihindarkan, bulking dapat dihilangkan sehingga sistem proses lumpur aktif berjalan stabil, dan air limbah dapat didaur ulang. Dengan menerapkan sistem ini didapatkan air bersih yang tidak lagi mengandung senyawa organik beracun dan bakteri yang berbahaya bagi kesehatan. Air tersebut dapat dipergunakan kembali sebagai sumber air untuk kegiatan industri selanjutnya. D. Jenis Rekayasa Teknologi Pengelolaan Sampah 1. Teknologi Pengkomposan Pengkomposan adalah proses biologi yang dilakukan oleh mikroorganisme untuk mengubah limbah padat organik menjadi produk yang stabil menyerupai humus. Proses pengkomposan pada dasarnya dapat diklasifikasikan ke dalam tiga kriteria yakni berdasarkan penggunaan oksigen, suhu dan pendekatan teknik. Jika penggunaan oksigen sebagai dasar, maka pembagiannya adalah aerobic (kondisi dengan menggunakan oksigen) dan anaerobik (kondisi tanpa oksigen). Proses pembuatan kompos secara aerob memanfaatkan jasad renik aerob dan ketersediaan oksigen selama proses berlangsung. Prosesnya biasanya dicirikan oleh suhu yang tinggi, tidak berbau busuk dan dekomposisinya lebih cepat bila dibandingkan dengan proses yang anaerob. Sedangkan proses anaerob, dekomposisinya dilakukan oleh jasad renik anaerob, dimana oksigen (udara) tidak diperlukan lagi. Ciri-ciri dari dekomposisi anaerob adalah suhu rendah (kecuali digunakan panas dari sumber luar), menghasilkan produk yang agak berbau serta prosesnya biasanya lebih lambat bila dibandingkan dengan pengkomposan secara aerob.



Pengkomposan sampah organik dapat dilakukan pada skala rumah tangga (home composting), skala kawasan dan skala besar (centralised composting). Pengkomposan skala rumah tangga dapat menggunakan komposter yang terbuat dari tong atau kotak bekas, sistem timbun di dalam tanah dan vermicomposting (pengkomposan dengan budidaya cacing). Pengkomposan skala kawasan dapat menggunakan sisten open windrow, bak aerasi, atau sistem cetak. Sedangkan pengkomposan skala besar biasanya menggunakan sistem open windrow.



2. Briket Sampah Sampah organik yang bersifat keras seperti ranting dan batok kelapa dapat dijadikan briket bahan bakar. Sampah tersebut pertama-tama dibakar di dalam wadah atau drum selapis demi selapis sampai menjadi arang. Arang tersebut kemudian dihancurkan menjadi bubuk. Sementara itu dipersiapkan pula adonan daun segar yang telah digerus. Serbuk arang dan adonan daun kemudian dicampur dengan komposisi 83% serbuk arang dan 13% adonan daun. Campuran tersebut kemudian dicetak atau dipres menjadi briket dengan beberapa lubang di dalamnya. Fungsi dari adonan daun adalah untuk merekatkan serbuk arang.



3. Digestor Anaerobik Sampah organik dapat difermentasikan di ruang tertutup (reaktor/digestor) secara anaerobik untuk menghasilkan biogas. Sebelum dimasukan ke dalam digestor, sampah dicacah terlebih dahulu dan dijadikan bubur. Dengan memanfaatkan kinerja bakteri anaerobik, dari sampah yang terdekomposisi muncul gas yang mengandung metan. Dari 1 m3 biogas akan terkandung energi sekitar 5500 kcal yang equivalen dengan 0,58 liter bensin atau 5,80 kWH listrik. Sebagai contoh, dari digestor skala komersial di Valorga (Perancis) diperoleh produksi biogas sebesar 140 L/kg kering sampah dengan 65% metan (Damanhuri, E. 2001). 4. Pelet Pakan Ternak Sisa-sisa makanan dari warung makan atau restoran dapat dimanfaatkan menjadi pelet. Teknologi ini sudah dipakai di Jepang. Pertama-tama, sisa makanan dicacah dan diblender menjadi bubur setengah padat. Kemudian padatan tersebut masuk ke dalam screw press sehingga kadar airnya berkurang dan selanjutnya masuk ke peletizer. Padatan yang sudah menjadi pelet kemudian dikeringkan dan dikemas, siap menjadi pakan ternak.



DAFTAR PUSTAKA https://www.scribd.com/document/377701761/inovasi-rekayasa-teknologi-sanitasi http://ketutsumada.blogspot.com/2012/03/konsep-pengolahan-air-limbah.html http://staffnew.uny.ac.id/upload/131572380/pendidikan/KUL+ +TPL+TOPIK+LIMBAH+CAIR.pdf http://lipi.go.id/berita/daur-ulang-air-limbah/120 http://kelair.bppt.go.id/Jtl/2000/vol1-2/01bfil.pdf http://digilib.uinsby.ac.id/1534/5/Bab%202.pdf