Sistem Pengolahan Limbah Domestik

Tingkat kemiskinan merupakan faktor yang menyebabkan tidak semua penduduk memiliki sarana pengolahan air limbah yang paling sederhana dan murah. Sungai dan saluran di jadikan tempat pembuangan tinja dan sekaligus tempat membuang limbah domestik sehingga terjadi polusi dan penyebaran penyakit menular lewat air.

Sebagai upaya untuk mengendalikan polusi air maka perlu dilakukan pengolahan air limbah yang bertujuan untuk mengurangi kandungan bahan pencemar di dalam air seperti senyawa organik, padatan tersuspensi, mikroba patogen dan senyawa organik lain yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme yang ada di alam. Proses pengolahan dilakukan sampai batas tertentu sehingga air limbah tidak mencemari lingkungan hidup.

Pengolahan air limbah dapat dibagi atas lima tahap pengolahan, yaitu: pengolahan awal (pretreatment), pengolahan tahap pertama (primary treatment), pengolahan tahap kedua (secondary treatment), pengolahan tahap ketiga (tertiary treatment), pengolahan lumpur (sludge treatment).

Pengolahan awal dan tahap pertama melibatkan proses fisik yang bertujuan untuk menghilangkan padatan tersuspensi dan minyak dari aliran limbah. Pengolahan tahap kedua dirancang untuk menghilangkan zat-zat terlarut dari air limbah yang tidak dapat dihilangkan dengan proses fisik biasa. Tahap ketiga merupakan pengolahan yang dilakukan untuk menghilangkan kontaminan tertentu yang tidak dapat dihilangkan pada pengolahan tahap pertama dan kedua.

Proses pengolahan air limbah dapat dilakukan secara individual (on site) dan komunal (off site). Pengolahan individual air limbah adalah pengolahan yang dilakukan secara sendirisendiri pada masing-masing rumah terhadap limbah domestik yang di hasilkan. Sistem pengolahan air limbah domestik secara individual di uraikan pada diagram sebagai berikut:

Diagram Pengolahan Individual Air Limbah

Pengolahan individu dapat juga di terapkan pada lingkungan terbatas yaitu pengolahan dilakukan secara terpadu dalam wilayah yang kecil atau terbatas, seperti hotel, rumah sakit, Bandar udara, pelabuhan, dan fasilitas umum dengan diagram seperti dibawah ini.

Pengolahan Individu Pada Lingkungan Terbatas

Pengolahan limbah secara komunal adalah pengolahan air limbah yang dilakukan pada suatu kawasan pemukiman, industri, perdagangan yang pada umumnya dibuang melalui jaringan riool kota untuk kemudian dialirkan menuju ke IPAL dengan kapasitas besar. Sistem pengolahan air limbah secara komunal diuraikan dalam diagram sebagai berikut:

Pengolahan Limbah Secara Komunal

Meskipun dikenal paling murah, sarana on site masih memerlukan IPLT dan armada truck tinja dengan pengolahan yang rumit. Oleh karena itu sistem perpipaan dapat dipertimbangkan untuk sarana pengolahan limbah domestik dengan sistem off site dengan sistem perpipaan yang tertutup untuk black dan grey water, bebas pencemaran air tanah, dan bebas dari bau yang dapat mengurangi nilai estetika pada lingkungan.

Namun pada pengolahan limbah dengan sistem pengolahan sentralisasi (Centralized Sewage Treatment System) membutuhkan investasi yang cukup besar. Oleh karena itu proses pengolahan limbah secara komunal adalah pilihan yang penting dan realistis untuk mengolah limbah domestik di daerah perkotaan khususnya perumahan.

Pemilihan teknologi pengolahan air limbah tidak terlepas dari pemahaman masing-masing proses yang terlibat. Pertimbangan kelebihan dan kekurangan dari setiap proses sangat berguna untuk memilih proses yang paling tepat sehingga dihasilkan teknologi pengolahan air limbah yang efisien dengan menghasilkan kualitas efluen yang sesuai dengan baku mutu yang ditetapkan.

Pada tabel berikut disajikan perbandingan proses aerobik dan anaerobic dan beberapa teknologi yang digunakan untuk pengolahan limbah domestik secara anaerobic.

Perbandingan Proses Aerobik dan Anaerobik

Septic Tank

Septic tank adalah suatu ruangan kedap air atau beberapa kompartemen ruangan yang berfungsi menampung dan mengolah air limbah rumah tangga dengan kecepatan air yang lambat. Kondisi ini memberikan kesempatan untuk terjadinya pengendapan terhadap suspensi benda-benda padat dan kesempatan untuk penguraian bahan-bahan organik oleh jasad anaerobik membentuk bahan-bahan larut air dan gas.

Air limbah rumah tangga yang dimaksud adalah semua jenis air buangan rumah tangga yang berasal dari kamar mandi, dapur, cuci, dan kakus. Septic tank sebagai proses presedimentasi dalam pengolahan limbah domestik secara komunal pada prinsipnya terjadi dua proses pengolahan, yaitu pengolahan fisik dengan proses sedimentasi dan pengolahan secara biologis dengan proses anaerobik, yaitu mengontakkan air limbah yang masuk dengan lumpur mikroorganisme yang berada dalam bak.

Ketentuan mengenai jarak 11 meter sebagai jarak minimal antara septic tank dan sumber air tanah (sumur) ditetapkan berdasarkan beberapa hal, yaitu pencemaran yang ditimbulkan oleh bakteri terhadap air tanah dapat mencapai 11 meter, searah dengan aliran air tanah.

Oleh karena itu, pembuatan sumur pompa tangan atau sumur gali untuk keperluan rumah tangga sebaiknya berjarak 11 meter dari sumber pencemar. Jika pencemaran bakteri mencapai 11 meter, maka pencemaran yang disebabkan kandungan kimia dapat mencapai 95 meter. Dengan demikian, sumber air yang berada di dalam tanah sebaiknya berjarak lebih dari 95 meter dari tempat pembuangan kimia.

Manfaat yang diperoleh dari pembuatan septic tank yang benar dan ramah lingkungan adalah sebai berikut,

1. Kebersihan air tanah ikut terjaga.
2. Perawatan mudah karena tidak mudah penuh dan berbau.
3. Penghuni rumah dapat merasa nyaman karena saluran pembuangan tidak mampat sehingga memudakan penyiraman.
4. Air buangan septic tank biologis dapat dimanfaatkan untuk ekosistem lain, seperti untuk menyiram tanaman.

Anaerobic Filter

Konstruksi bak anaerobic filter mirip dengan ABR, akan tetapi perbedaannya pada bak di isi dengan media supaya mikroorganisme dapat menempel pada permukaan media. Air limbah dapat mengalir antara media dan sewaktu dialiri limbah mikroba akan menguraikan bahan organik terlarut dan organik yang terdispersi didalam limbah, sehingga hasilnya adalah pengurangan kandungan organik pada effluent.

Kontak antara mikroba dan organik dalam air limbah pada anaerobic filter lebih efisien, sehingga anaerobic filter dapat menerima organic loading yang lebih tinggi. Akan tetapi kekurangan dari proses ini adalah bertambahnya biaya pembuatan karena adanya media. Selain itu adanya resiko penyumbatan dibagian reaktor yang di isi media, jika terlalu banyak mikroba atau influent mengandung banyak suspended solid.

Untuk mengontrol konsentrasi mikroba dan padatan yang lain dalam bagian media agar menghindari penyumbatan, dilakukan back wash secara periodik.

Anaerobic Filter

Media yang digunakan ada berbagai jenis, tetapi prinsipnya lebih luas permukaannya maka mikroba yang melekat juga akan lebih banyak sehingga sistem pengolahan lebih efisien. Bila didesain dan dioperasikan dengan baik, maka pengurangan BOD dengan teknologi anaerobik filter dapat mencapai 70% hingga 90%.

Sistem ini cocok untuk menangani limbah domestik dan industri yang mempunyai TSS rendah, hal tersebut untuk menghindari resiko penyumbatan. Untuk menjamin TSS-nya sudah cukup rendah, sistem anaerobic filter biasanya dilakukan sebagai secondary treatment setelah air limbah diolah dengan proses pengendapan awal seperti septic tank sebagai primary treatment.

Anaerobic Baffled Reaktor (ABR)

ABR atau tangki septic bersusun dapat dikatakan sebagai pengembangan tangki septic konvensional. yang terdiri dari kompartemen pengendap yang diikuti beberapa reaktor yang terdiri dari bafel yang berfungsi untuk mengubah arah aliran pada pengolahan.

Bafel ini digunakan untuk mengarahkan aliran air dari bawah ke atas melalui beberapa seri reaktor selimut lumpur (sludge blanket) konfigurasi ini memberikan waktu kontak yang lebih lama antara biomasa anaerobik dengan air limbah sehingga akan meningkatkan kinerja pengolahan, dimana setiap kompartemen tersebut akan menghasilkan gas.

Pada prinsipnya di dalam ABR terjadi proses fisika dan biologi. Pada proses fisika, air limbah yang masuk ke dalam bak akan mengalami proses pengendapan secara gravitasi sehingga terjadi pemisahan antara air dan lumpur yang kemudian air tersebut dialirkan ke bak selanjutnya dengan diarahkan dari bawah ke atas.

Diruang pertama proses pengolahan yang terjadi ialah proses pengendapan, di ruangan berikutnya terjadi proses penguraian kandungan organik (proses biologis anaerobik) karena air limbah berkontak dengan lumpur mikroorganisme yang berada dalam kondisi tersuspensi dibagian bawah dalam ruangan tersebut.

Parameter yang penting dalam desain baffled reactor adalah up-flow velocity di dalam reaktor, organic loading dan hydraulic retention time yang nilai standarnya belum ditetapkan.

Anaerobic Baffled Reactor

ABR terdiri dari pre-sedimentation tank dengan satu seri bafel reaktor dimana aliran air limbahnya akan diarahkan dari bawah ke atas (up-flow) dan pengolahan secara anaerobik terjadi karena air limbah berkontak dengan lumpur yang berada didalam setiap reaktor. Up-flow velocity (kecepatan aliran ke atas) dalam setiap reaktor dijaga cukup rendah agar lumpur di dalam reaktor tidak lari ke hilir.

Teknologi ini dirancang menggunakan beberapa bafel vertikal yang akan memaksa air limbah mengalir ke atas melalui media lumpur aktif. Pada ABR ini terdapat tiga zona operasional: asidifikasi, fermentasi, dan buffer.

Pada zona asidifikasi terjadi pada kompartemen pertama dimana nilai pH akan menurun karena terbentuknya asam lemak dan setelah itu akan meningkat lagi karena meningkatnya kapasitas buffer. Zona buffer digunakan untuk menjaga agar proses berjalan dengan baik.

Gas methan dihasilkan pada zona fermentasi, dimana semakin banyak beban organik, semakin tinggi efisiensi pengolahanya. ABR cocok diterapkan di lingkungan kecil dan bisa dirancang secara efisien untuk aliran masuk harian hingga setara dengan volume air limbah 1000 orang yaitu 200.000 liter/hari. Kelebihan dan kekurangan ABR dapat di lihat pada tabel berikut

Kelebihan dan Kekurangan ABR

Pada dasarnya ABR merupakan pengembangan dari upflow anaerobic sludge blanket (UASB) dengan kriteria desain ABR sebagai berikut

Kriteria Desain ABR

Sedangkan kriteria yang digunakan dalam menentukan tipe desain ABR dalam pengolahan air limbah, khususnya limbah permukiman dapat diperhatikan pada tabel dibawah ini.

Tipe Pembuatan Desain ABR

Berdasarkan data pada tabel Tipe Pembuatan Desain ABR diketahui kriteria dalam perencanaan teknologi ABR sebagai upaya menurunkan kandungan organik dalam limbah domestik, yaitu jumlah bak maksimum 8 buah dengan COD influent 315 mg/L dan COD removal 70%.