Proses Kimia dan Fisika Di Dalam Air

Air Limbah Perikanan mengandung parameter BOD, COD, TSS, minyak dan lemak. Apabila keseluruhan parameter tersebut dibuang langsung ke badan penerima, maka akan mengakibatkan pencemaran air. Oleh karena itu sebelum dibuang ke badan penerima air, terlebih dahulu harus diolah sehingga dapat memenuhi standart air yang baik. Pengolahan air limbah perikanan ini juga termasuk pengolahan limbah secara biologis.

Pengolahan air limbah secara biologis dapat didefinisikan sebagai suatu proses yang melibatkan kegiatan mikroorganisme dalam air untuk melakukan transformasi senyawa-senyawa kimia yang terkandung dalam air menjadi bentuk atau senyawa lain. Mikroorganisme mengkonsumsi bahan-bahan organik membuat biomassa sel baru serta zat-zat organik dan memanfaatkan energi yang dihasilkan dari reaksi oksidasi untuk metabolismenya. Adapun tujuan dari pengolahan air buangan secara biologis adalah untuk menyisihkan atau menurunkan konsentrasi senyawa-senyawa organik maupun anorganik dengan memanfaatkan berbagai mikroorganisme, terutama bakteri. (Metcalf & Eddy, 1979)

Pengolahan biologis ini sangat dipengaruhi oleh lingkungan biokimianya. Lingkungan biokimia ini dapat dikelompokkan menjadi dua kelompok utama yaitu lingkungan aerob dan anaerob. Lingkungan aerob adalah lingkungan dimana oksigen terlarut terdapat dalam jumlah yang cukup sehingga tidak merupakan faktor pembatas di dalam prosesnya. Pada lingkungan ini oksigen dapat bertindak sebagai akseptor elektron pada metabolisme mikroba. Proses aerob sering digunakan dalam pengolahan air buangan domestik dan non domestik khususnya perumahan dan pabrik. Pada pengolahan biologi ini diperlukan pemeriksaan terhadap dua parameter, yaitu : COD dan BOD.

Salah satu proses biologi yang banyak digunakan adalah proses lumpur aktif. Proses lumpur aktif merupakan proses pengolahan air limbah secara biologis aerob yang melibatkan reaksi-reaksi metabolik mikroba. Untuk mencapai kualitas “effluent” yang baik, substansi yang ada dihilangkan dengan menggunakan mikroorganisme yang ada dalam lumpur aktif. Zat organik yang terkandung dalam air buangan, berguna sebagai makanan dan pertumbuhan sel baru. Reaksi yang terjadi adalah :

Zat organik + MO à CO₂ + H₂O + NH₃ + sel–sel baru

Proses Penambahan Oksigen (Aerasi)

Proses ini merupakan suatu usaha penambahan konsentrasi oksigen yang terkandung dalam air limbah, agar proses oksidasi biologi oleh mikroba akan dapat berjalan dengan baik.  Dalam prakteknya terdapat 2 cara untuk menambahkan oksigen ke dalam air limbah, yaitu :

a.       Memasukkan udara ke dalam air limbah;

Yaitu proses memasukkan udara atau oksigen murni ke dalam air limbah melalui benda porous atau nozzle. Nozzle tersebut diletakkan di tengah– tengah sehingga akan meningkatkan kecepatan kontak gelembung udara tersebut dengan air limbah, dan proses pemberian oksigen akan berjalan lebih cepat. Oleh karena itu, biasanya nozzle ini diletakkan pada dasar bak aerasi. Udara yang dimasukkan adalah berasal dari udara luar yang dipompakan ke dalam air limbah oleh pompa tekan.

b.      Memaksa air ke atas untuk berkontak dengan oksigen

Adalah cara mengontakkan air limbah dengan oksigen melalui pemutaran baling–baling yang diletakkan pada permukaan air limbah. Akibat dari pemutaran ini, air limbah akan terangkat ke atas dan dengan terangkatnya maka air limbah akan mengadakan kontak langsung dengan udara sekitarnya.

Pengolahan Limbah Cair dengan Proses Fisik Adsorpsi

Adsorpsi adalah suatu proses pemisahan bahan dari campuran gas atau cair, bahan yang harus dipisahkan ditarik oleh permukaan sorben padat dan diikat oleh gaya-gaya yang bekerja pada permukaan tersebut. Berkat selektivitasnya yang tinggi, proses adsorpsi sangat sesuai untuk memisahkan bahan dengan konsentrasi yang kecil dari campuran yang mengandung bahan lain yang berkonsentrasi tinggi. (Handojo, Lienda. Dr. Ir, M .Eng)

Kecepatan adsorpsi tidak hanya tergantung pada perbedaan konsentrasi dan pada luas permukaan adsorben, melainkan juga pada suhu, tekanan (untuk gas), ukuran partikel dan porositas adsorben. Juga tergantung pada ukuran molekul bahan yang akan diadsorpsi dan pada viskositas campuran yang akan dipisahkan (cairan, gas). (Handojo, Lienda. Dr. Ir, M. Eng)

Pengolahan Limbah Cair dengan Proses Fisik Filtrasi

Filtrasi merupakan proses penjernihan atau penyaringan air limbah melalui media (pada penelitian ini digunakan batu apung), dimana selama air melalui media akan terjadi perbaikan kualitas. Hal ini disebabkan adanya pemisahan partikel-partikel tersuspensi dan koloid, reduksi bakteri dan organisme lainnya dan pertukaran konstituen kimia yang ada dalam air limbah.

Filtrasi adalah salah satu bentuk untuk menghasilkan effluent limbah dengan efisiensi tinggi. Faktor yang perlu diperhatikan untuk menjaga efisiensi filtrasi adalah :

a.       Menghilangkan partikulat dan koloidal yang tidak mengendap setelah flokulasi biologis atau kimia.

b.      Menaikkan kehilangan suspensi solid, kekeruhan, phospor, BOD, COD, bakteri dan lain-lain.

c.       Mengurangi biaya desinfektan.

Dalam proses filtrasi terdapat kombinasi antara beberapa proses yang berbeda. Proses-proses tersebut meliputi :

1.      Mechanical straining

Merupakan proses penyaringan partikel tersuspensi yang terlalu besar untuk dapat lolos melalui ruang antara butiran media.

2.       Sedimentasi

Merupakan proses mengendapnya partikel tersuspensi yang berukuran lebih kecil dari lubang pori-pori pada permukaan butiran.

3.      Adsorpsi

Prinsip proses ini adalah akibat adanya perbedaan muatan antara permukaan butiran dengan partikel tersuspensi yang ada di sekitarnya sehingga terjadi gaya tarik-menarik.

4.      Aktifis kimia

Merupakan proses dimana partikel yang terlarut diuraikan menjadi substansi sederhana dan tidak berbahaya atau diubah menjadi partikel tidak terlarut, sehingga dapat dihilangkan dengan proses penyaringan, sedimentasi dan adsorpsi pada media berikutnya.

5.      Aktifis biologi

Merupakan proses yang disebabkan oleh aktifitas mikroorganisme yang hidup di dalam filter.

Dalam proses filtrasi juga terjadi reaksi kimia dan fisika, sehingga banyak faktor yang saling berkaitan yang akan mempengaruhi kualitas air hasil filtrasi, efisiensi proses dan sebagainya, faktor-faktor tersebut antara lain:

1.      Debit filtrasi

 Untuk mendapatkan hasil yang memuaskan diperlukan keseimbangan antara debit filtrasi dan kondisi media yang ada. Debit yang terlalu cepat akan menyebabkan tidak berfungsinya filter secara efisien.

2.      Kedalaman, ukuran dan jenis media

Partikel tersuspensi yang terdapat pada influent akan tertahan pada permukaan filter karena adanya mekanisme filtrasi. Oleh karena itu, efisiensi filter merupakan fungsi karakteristik dari filter bed, yang meliputi porositas dari ratio kedalaman media terhadap ukuran media. Tebal tidaknya media akan mempengaruhi lama pengaliran dan besar daya saring. Demikian pula dengan ukuran (diameter) butiran media berpengaruh pada porositas, rate filtrasi dan daya saring.

3.      Kualitas air limbah

Kualitas air limbah akan mempengaruhi efisiensi filtrasi, khususnya kekeruhan. Kekeruhan yang terlalu tinggi akan menyebabkan ruang pori antara butiran media cepat tersumbat. Oleh karena itu dalam melakukan filtrasi harus dibatasi kandungan kekeruhan dari air limbah yang akan diolah.