Pengolahan Limbah Cair Industri

Setiap jenis industri mempunyai karakteristik limbah cair yang spesifik, yang berbeda dengan jenis industri lainnya, walaupun mungkin suatu jenis industri mempunyai beberapa parameter pencemar yang sama dengan industri lainnya. Perbedaan karakteristik limbah cair industri akan menyebabkan proses pengolahan limbah cair industri tersebut berbeda antara satu industri dengan industri lainnya. Limbah cair industri harus diolah sedemikian rupa sehingga tidak akan mencemari badan air setempat dimana limbah cair tersebut akan dibuang.
Pemilihan suatu proses pengolahan limbah cair industri tergantung dari:

1. Karakteristik limbah cair industri yang bersangkutan. Dalam hal ini penting dipertimbangkan bentuk dari zat pencemar, misalnya materi tersuspensi, koloid atau terlarut, kemampuan polutan tersebut untuk dapat terurai secara biologis (biodegradability); dan toksiksitas senyawa organik dan inorganik.
2. Kualitas efluen yang diinginkan. Perlu dipertimbangkan pula kemungkinan dilakukannya batasan di masa yang akan datang, seperti misalnya batasan toksisitas kehidupan perairan bioassay efluen.
3. Biaya dan ketersediaan lahan yang tersedia. Satu atau lebih kombinasi pengolahan dapat menghasilkan efluen yang diinginkan. Akan tetapi hanya satu dari alternatif tersebut yang paling efektif biayanya.

Seberapa jauh kualitas effluent yang diharapkan juga akan menentukan jenis dan tingkat pengolahan yang akan dilakukan. Semakin baik kualitas effluent yang diharapkan yang akan dibuang ke badan air penerima, semakin tinggi tingkat pengolahan yang harus dilakukan, yang pada akhirnya membuat biaya pengolahan akan semakin tinggi.
Sebelum menentukan jenis pengolahan yang akan digunakan, pertamakali harus dilakukan karakterisasi limbah cair industri,sehingga dapat diketahui jenis pencemar yang dominan (priority pollutants) pada suatu jenis industri . Secara umum limbah cair industri tersebut dapat dikelompokkan menjadi:

1. Polutan anorganik: TSS, Cl₂ tersisa (khlor), Sulfida (sbg S), Zat padat terlarut*, Besi terlarut  (Fe)*, Fluorida (F)*, Ammonia, TKN, Zat padat terlarut*, Nitrat, Nitrit, Fosfat (PO4).

2. Polutan organik: BOD₅, COD, Minyak & lemak, MBAS.

3. Logam berat: Tembaga (Cu), Timbal (Pb), Seng (Zn), Khrom total (Cr), Nikel (Ni), Raksa (Hg), Sianida (CN), Khrom hexavalen (Cr(VI)) dan Total Chrom, Cadmium (Cd), Mangan (Mn), Titanium (Ti), Barium (Ba), Stanum (Sn), Arsen (As), Selenium (Se), Cobalt (Co), Radioaktivitas.

Sedangkan untuk pH, karena merupakan parameter penting yang harus dikelola pada setiap jenis industri, maka fasilitas untuk mengontrol nilai pH harus ada.
Berdasarkan pengelompokan karakteristik limbah cair industri, jenis pengolahan yang akan diterapkan untuk industri di Jawa Barat dapat  dikelompokkan menjadi:

1. Pengolahan Awal
2. Pengolahan  Fisika-kimia (Pengolahan Primer)
3. Pengolahan  Biologi (Pengolahan Sekunder)
4. Pengolahan Lanjutan (Pengolahan Tersier)

Air limbah yang keluar dari industri umumnya pertamakali harus melalui pengolahan awal, yang bertujuan untuk menyiapkan air limbah untuk pengolahan selanjutnya. Detailnya adalah agar beban limbah bisa berkurang, pemisahan material pengotor yang mungkin bisa merusak peralatan  dan menganggu jalannya proses.  Misalnya saringan (screening) digunakan untuk menghilangkan materi-materi kasar (coarse material) seperti plastik, daun-daunan, kertas, kayu dan lain-lain, dan materi-materi halus (fine material) seperti benang fiber, serta zat padat tersuspensi.
Grit removal digunakan untuk menghilangkan pasir. Pasir diendapkan dan dibuang dengan cara mengalirkan air limbah industri dengan kecepatan sekitar 0,4 m/det di dalam suatu grit chamber. Materi kasar dan halus, seperti pasir kasar dan halus harus dihilangkan terlebih dahulu, karena jika tidak, akan mempersulit pengolahan selanjutnya. Pengolahan awal akan mengurangi beban polutan, besarnya  sangat tergantung dari jenis air limbah industri.
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 fisik-kimia, 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 &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.
Jika limbah cair industri mengandung bahan B3, maka diperlukan pengolahan secara khusus untuk mengolah limbah tersebut. Lumpur atau gumpalan yang dihasilkan dari proses filtrasi maupun sedimentasi dapat dikeringkan,  dibakar atau dibuang untuk pengurugan tanah, jika tidak mengandung bahan beracun dan berbahaya (B3). Materi inipun dapat diproses lebih lanjut dan dipakai ulang jika unsur B3nya telah diolah, sehingga tidak akan membahayakan penggunanya.

Tabel 1. Karakteristik Pencemar Dominan pada Beberapa Jenis Industri

No	Jenis industri	Polutan			Lain-lain
		Organik	Anorganik	Logam berat
1	Tekstil	TSS, BOD5, COD, Minyak & lemak, phenol.	Sulfida (sbg S), ammonia.	Khrom total (Cr)	pH
2	Makanan dan minuman	TSS, COD, BOD, pH, minyak dan lemak.	Ammonia, phospat,		pH
3	Pelapisan Logam			Tembaga (Cu), Timbal (Pb), Seng (Zn), Khrom total (Cr), Nikel (Ni), Khrom hexavalen (Cr+6), Cadmium (Cd), Sianida total (CN) tersisa	pH
4	Sabun, Deterjen & Produk-produk Minyak Nabati	TSS,BOD5, COD, Minyak & lemak, MBAS.	Phosphat		pH
5	Farmasi	TSS, BOD5, COD, Nitrogen total  (sbg N)	Fenol total		pH

Rencana pengolahan limbah cair diawali dengan memeriksa industri yang bersangkutan untuk beberapa faktor yang terkait, misalnya sumber air limbah, jenisnya, konsentrasinya, kandungannya, besar alirannya. Selain itu juga kondisi dari tujuan pembuangan (termasuk sistem saluran air limbah), penggunaan air yang dibuang, dan jika badan air penerima adalah sungai, maka harus diperhatikan arus air sungai, kualitasnya, standar baku mutu yang ada (baik stream maupun effluent standard), metode pengolahan lumpur dsb. Data-data tadi sangat penting untuk dikumpulkan dan diidentifikasi dengan tujuan utama untuk mengolah air limbah industri secara efisien dan untuk melestarikan lingkungan. Untuk proses industri manufuktur, jenis bahan baku yang digunakan oleh industri tersebut harus diteliti dan diketahui. Setiap orang yang bertanggungjawab pada organisasi pabrik, terutama orang yang terkait dengan pengolahan limbah, harus ikut berpartisipasi dalam proses ini.

Tindakan yang harus diambil dalam pembuatan rencana pengolahan air limbah
Pengurangan kuantitas dan konsentrasi buangan harus sedapat mungkin diupayakan. Banyaknya air yang dibuang bisa dikurangi dengan cara penghematan air, merubah atau memperbaiki proses produksi, pemakaian air limbah dalam berbagai tahapan (multi stage) dsb.
Konsentrasi air limbah bisa dikurangi dengan merubah proses industri, memperbaiki peralatan, mengambil kembali dan mempergunakan produk sampingan, menerapkan pengendalian air limbah secara proporsional, memantau sistem atau jaringan pembuangan, dll. Semua hal yang disebutkan di atas harus diperbaiki secara menyeluruh sehingga pencapaian pengurangan konsentrasi air limbah dapat lebih maksimal.

Prosedur perencanaan pengolahan air limbah
Setelah dilakukan investigasi seperti yang telah disebutkan sebelumnya di atas, maka kemudian dilakukan pemilihan metode pengolahan. Tahapan berikut ini dapat dipergunakan sebagai petunjuk.
Pertama kali, lakukan pengklasifikasian air limbah sebagai organik atau anorganik. Air limbah organik bisa diolah secara biologis jika perbandingan BOD/CODnya lebih besar dari 60%, atau tidak boleh diolah jika perbandingan tersebut lebih kecil dari 20%. Kemudian, pastikanlah efek pengolahan dengan cara uji biologis.
Untuk air limbah anorganik, lakukan uji pengendapan, jika mengandung zat padat tersuspensi. Jika hal ini tidak tepat, maka lakukan test koagulasi. Jika air limbah mengandung bahan toxic, maka identifikasikanlah metode pengolahan yang tepat untuknya. Jika air limbah keadaannya kental, maka selidikilah cara pengambilan kembali (recovery) dengan cara mengentalkan, membakar dll. Jika cara-cara tersebut tidak berhasil untuk mencapai kualiats air yang diinginkan, maka selidiki lebih lanjut dengan melakukan adsorpsi, pertukaran ion, dll.
Setelah dilakukan penetapan metode pengolahan, maka tahap berikutnya adalah memilih jenis peralatan yang akan digunakan. Untuk hal ini, adalah penting untuk mengenali tempat instalasi pengolahan, biaya konstruksi, operasi & pemeliharaan serta manajemennya, kemampuan & efek pengolahan, kuantitas lumpur yang akan dihasilkan, tingkat kemudahan dalam pengolahan lumpur, tenaga teknik industri yang bersangkutan, standar yang ada, rehabilitasi, dll.