Pengolahan air limbah industri

Pengolahan air limbah industri merupakan serangkaian proses yang digunakan untuk memproses air limbah yang dihasilkan oleh industri sebagai produk sampingan yang tidak diinginkan. Setelah melalui proses pengolahan, air limbah industri yang telah diolah dapat digunakan kembali atau dibuang ke sistem pembuangan sanitasi atau ke lingkungan perairan permukaan. Banyak fasilitas industri dilengkapi dengan instalasi pengolahan limbah untuk mengatasi air limbah yang dihasilkan. Kilang minyak bumi, pabrik kimia, dan petrokimia adalah contoh industri yang memiliki fasilitas khusus untuk mengolah air limbah sehingga konsentrasi polutan dalam air limbah yang telah diolah sesuai dengan regulasi pembuangan air limbah ke sistem saluran pembuangan kota atau ke perairan permukaan seperti sungai, danau, atau laut.

Hal ini khususnya berlaku untuk industri yang menghasilkan air limbah dengan konsentrasi tinggi bahan organik, polutan beracun seperti logam berat atau senyawa organik yang mudah menguap, atau nutrisi seperti amonia. Beberapa industri menerapkan sistem pra-pengolahan untuk menghilangkan sebagian polutan tertentu, seperti senyawa beracun, sebelum membuang air limbah yang telah diolah sebagian ke dalam sistem pembuangan kota.

Tren terkini dalam industri adalah upaya untuk meminimalkan produksi air limbah atau mendaur ulang air limbah yang telah diolah dalam proses produksi. Beberapa industri telah berhasil merancang ulang proses manufaktur mereka untuk mengurangi atau menghilangkan polutan. Sumber air limbah industri meliputi berbagai sektor seperti manufaktur baterai, industri kimia, pembangkit listrik, industri makanan, besi dan baja, pengerjaan logam, pertambangan, industri nuklir, ekstraksi minyak dan gas, penyulingan minyak bumi, petrokimia, farmasi, pulp dan industri kertas, peleburan logam, industri tekstil, pencemaran minyak, serta pengolahan air dan pengawetan kayu. Proses pengolahan air limbah meliputi berbagai tahap seperti pengolahan air garam, penghilangan padatan melalui pengendapan kimia dan filtrasi, penghilangan minyak dan lemak, penghilangan bahan organik biodegradable dan non-biodegradable, penghilangan asam dan basa, serta penghilangan bahan beracun.

Jenis

Fasilitas industri dapat menghasilkan berbagai aliran air limbah industri. Ini termasuk aliran limbah proses manufaktur, yang meliputi polutan konvensional, polutan beracun, dan senyawa berbahaya lainnya. Selain itu, ada juga aliran limbah non-proses, seperti blowdown boiler dan air pendingin, yang dapat menyebabkan polusi termal dan polutan lainnya. Drainase lokasi industri juga merupakan sumber air limbah, berasal dari berbagai fasilitas manufaktur, industri jasa, serta lokasi energi dan pertambangan. Sektor energi dan pertambangan juga menyumbangkan aliran limbah, termasuk drainase asam tambang, air terproduksi dari ekstraksi minyak dan gas, serta radionuklida. Akhirnya, ada aliran limbah yang merupakan produk sampingan dari proses pengolahan atau pendinginan, seperti pencucian balik (pengolahan air) dan air garam.

Kontaminan

Air limbah industri memiliki potensi untuk menambahkan berbagai polutan ke badan air penerima jika tidak diolah dan dikelola dengan baik. Ini termasuk logam berat seperti merkuri, timbal, dan kromium, yang dapat memiliki dampak yang merugikan pada lingkungan dan kesehatan manusia. Selain itu, bahan organik dan nutrisi seperti sisa makanan dan limbah dari industri tertentu, seperti pengolahan makanan dan pabrik kertas, dapat menyumbang terhadap peningkatan BOD (Demand Oksigen Biokimia), nitrogen amonia, minyak, dan lemak.

Partikel anorganik seperti pasir, logam, dan sisa karet dari ban juga merupakan polutan yang umum dalam air limbah industri. Racun seperti pestisida, herbisida, dan obat-obatan, bersama dengan mikroplastik seperti manik-manik polietilen dan polipropilen, juga dapat ditemukan dalam air limbah. Polusi termal dari pembangkit listrik dan pabrik industri, serta radionuklida dari kegiatan penambangan uranium atau pengolahan bahan bakar nuklir, juga merupakan masalah yang serius. Selain itu, beberapa limbah industri dapat mengandung polutan organik persisten seperti zat per dan polifluoroalkil (PFAS), yang memiliki dampak jangka panjang yang signifikan pada lingkungan dan kesehatan manusia. Oleh karena itu, pengelolaan dan pengolahan air limbah industri sangat penting untuk mencegah pencemaran dan menjaga kualitas air yang baik.

Sektor industri

Pembuatan baterai

Para pembuat baterai memiliki fokus dalam membuat benda-benda kecil untuk perangkat elektronik portabel seperti alat-alat listrik kecil atau pun benda yang lebih besar dan kuat untuk kendaraan seperti mobil, truk, dan sejenisnya. Limbah yang dihasilkan dari proses pembuatan baterai termasuk berbagai jenis zat seperti kadmium, kromium, kobalt, tembaga, sianida, besi, timbal, mangan, merkuri, nikel, perak, seng, minyak, dan lemak.

Pengolahan Limbah terpusat

Fasilitas Pemrosesan Limbah Terpusat (CWT) bertugas memproses limbah industri baik yang berbentuk cair maupun padat yang dihasilkan oleh fasilitas manufaktur di luar area pabrik itu sendiri. Alasan produsen memilih mengirimkan limbahnya ke CWT daripada melakukan pemrosesan sendiri di lokasi bisa beragam, mulai dari keterbatasan lahan, kesulitan dalam merancang dan menjalankan sistem pemrosesan di tempat, hingga kendala yang muncul akibat peraturan dan izin lingkungan hidup. Terkadang, produsen menemukan bahwa menggunakan layanan CWT lebih ekonomis dibandingkan memproses limbahnya sendiri, khususnya bila produsen tersebut adalah usaha kecil.

Pabrik CWT biasanya menerima limbah dari berbagai sumber, termasuk pabrik kimia, tempat fabrikasi dan penyelesaian logam, serta dari sektor manufaktur lainnya seperti limbah minyak bekas dan produk turunan minyak bumi. Limbah-limbah tersebut sering kali termasuk dalam kategori limbah berbahaya karena memiliki konsentrasi polutan yang tinggi atau sulit untuk diproses. Pada tahun 2000, Badan Perlindungan Lingkungan AS mengeluarkan peraturan tentang limbah air bagi fasilitas CWT di Amerika Serikat.

Manufaktur kimia

Pembuatan bahan kimia organik

Jenis polutan yang dilepaskan oleh produsen bahan kimia organik bisa sangat beragam dari satu pabrik ke pabrik lainnya, tergantung pada jenis produk yang dihasilkan, seperti bahan kimia organik curah, resin, pestisida, plastik, atau serat sintetis. Beberapa contoh senyawa organik yang mungkin dilepaskan termasuk benzena, kloroform, naftalena, fenol, toluena, dan vinil klorida. Pengukuran kebutuhan oksigen biokimia (BOD), yang mencerminkan jumlah polutan organik secara keseluruhan, sering digunakan untuk menilai efektivitas sistem pengolahan air limbah biologis, dan juga digunakan sebagai parameter dalam perizinan pembuangan. Polutan logam yang mungkin dibuang mencakup kromium, tembaga, timbal, nikel, dan seng.

Pembuatan Bahan Kimia Anorganik

Industri bahan kimia anorganik mencakup berbagai produk dan proses, meskipun setiap pabrik mungkin memproduksi sejumlah kecil produk dan limbah. Produk dalam sektor ini meliputi senyawa aluminium; kalsium karbida dan kalsium klorida; asam fluorida; senyawa kalium; boraks; serta senyawa berbasis krom, fluor, kadmium, dan seng. Polutan yang dilepaskan bervariasi tergantung pada jenis produk dan karakteristik masing-masing pabrik, mungkin termasuk arsenik, klorin, sianida, fluorida, serta logam berat seperti kromium, tembaga, besi, timbal, merkuri, nikel, dan seng.

Pembangkit listrik

Pembangkit listrik yang menggunakan bahan bakar fosil, terutama pembangkit listrik tenaga batu bara, merupakan salah satu penyumbang utama limbah industri ke dalam lingkungan. Banyak dari pabrik ini mengeluarkan air limbah yang mengandung konsentrasi tinggi logam seperti timbal, merkuri, kadmium, dan kromium, serta senyawa arsenik, selenium, dan nitrogen (baik nitrat maupun nitrit). Limbah ini berasal dari berbagai proses, termasuk pengolahan gas buang untuk mengurangi sulfur, pembakaran batu bara yang menghasilkan abu terbang dan abu dasar, serta pengendalian emisi gas merkuri.

Salah satu teknologi yang umum digunakan untuk mengelola limbah ini adalah kolam abu, yaitu kolam penampung permukaan yang memanfaatkan gravitasi untuk mengendapkan partikel besar dari air limbah pembangkit listrik. Namun, kolam abu ini tidak mampu mengolah polutan yang terlarut. Oleh karena itu, pembangkit listrik menggunakan teknologi tambahan seperti penanganan abu kering, daur ulang abu tertutup, pengendapan kimia, pengolahan biologis (seperti proses lumpur aktif), sistem membran, dan sistem kristalisasi evaporasi, tergantung pada karakteristik limbah dari pembangkit masing-masing. Perkembangan teknologi dalam membran penukar ion dan sistem elektrodialisis telah meningkatkan efisiensi pengolahan air limbah desulfurisasi gas buang untuk memenuhi standar lingkungan yang ditetapkan oleh Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat (EPA). Pendekatan yang serupa juga diterapkan dalam pengolahan air limbah industri skala besar lainnya.

Industri makanan

Air limbah yang berasal dari kegiatan pertanian dan pengolahan makanan memiliki karakteristik unik yang membedakannya dari air limbah perkotaan yang biasanya diolah oleh instalasi pengolahan limbah yang dikelola oleh pemerintah atau swasta di seluruh dunia. Air limbah ini biasanya dapat terurai secara hayati dan tidak mengandung bahan beracun, namun memiliki tingkat Permintaan Oksigen Biologis (BOD) yang tinggi dan mengandung padatan tersuspensi (SS).

Karakteristik air limbah dari industri pangan dan pertanian seringkali sulit diprediksi karena variasi dalam BOD dan pH limbah yang berasal dari berbagai sumber seperti sayuran, buah-buahan, dan produk daging, serta adanya fluktuasi musiman dalam aktivitas pengolahan makanan dan pascapanen.

Proses pengolahan makanan dari bahan mentah biasanya memerlukan penggunaan air dalam jumlah besar. Misalnya, pencucian sayuran menghasilkan air yang mengandung banyak partikel serta beberapa bahan organik terlarut, dan mungkin juga mengandung zat seperti surfaktan dan pestisida.

Fasilitas budidaya perikanan seringkali menghasilkan limbah yang mengandung konsentrasi tinggi nitrogen dan fosfor, serta padatan tersuspensi. Beberapa fasilitas juga menggunakan obat-obatan dan pestisida, yang kemungkinan akan terdapat dalam air limbah.

Pabrik pengolahan susu menghasilkan limbah yang umumnya mengandung polutan konvensional seperti BOD dan padatan tersuspensi.

Proses penyembelihan dan pengolahan hewan menghasilkan limbah organik dari cairan tubuh hewan, seperti darah dan isi usus, yang mengandung polutan seperti BOD, padatan tersuspensi, bakteri coliform, minyak dan lemak, nitrogen organik, dan amonia.

Kegiatan pengolahan makanan, seperti pembersihan pabrik, transportasi bahan, pembotolan, dan pencucian produk juga menghasilkan air limbah. Banyak fasilitas pengolahan makanan memerlukan pengolahan air limbah di tempat sebelum dapat dibuang ke lingkungan atau saluran pembuangan, karena tingginya kandungan partikel organik dan padatan tersuspensi yang dapat meningkatkan BOD dan memerlukan biaya tambahan dalam pengelolaan limbah. Metode umum untuk mengurangi pemuatan padatan organik tersuspensi termasuk sedimentasi, penyaringan kawat baji, atau penyaringan sabuk berputar (penyaringan mikro).

Industri besi dan baja

Produksi besi dari bijihnya melibatkan reaksi reduksi yang kuat dalam tanur tinggi. Air pendingin yang digunakan dalam proses ini kemungkinan akan terkontaminasi dengan produk-produk seperti amonia dan sianida. Selain itu, produksi kokas dari batu bara di pabrik kokas juga membutuhkan pendinginan air dan penggunaan air dalam pemisahan produk sampingan. Kontaminasi dalam aliran limbah ini mencakup produk gasifikasi seperti benzena, naftalena, antrasena, sianida, amonia, fenol, kresol, dan sejumlah senyawa organik kompleks lainnya yang dikenal sebagai hidrokarbon aromatik polisiklik (PAH).

Proses konversi besi atau baja menjadi lembaran, kawat, atau batang melibatkan tahapan transformasi mekanis panas dan dingin yang sering menggunakan air sebagai pelumas dan pendingin. Kontaminan dalam air limbah termasuk oli hidrolik, lemak, dan padatan partikulat. Sebelum dijual ke sektor manufaktur, produk besi dan baja biasanya menjalani perlakuan akhir, seperti pengawetan dalam asam mineral kuat untuk menghilangkan karat dan mempersiapkan permukaan untuk pelapisan timah atau kromium, atau untuk perawatan permukaan lainnya seperti galvanisasi atau pengecatan. Dua jenis asam yang umum digunakan adalah asam klorida dan asam sulfat. Air limbah yang dihasilkan biasanya termasuk air bilasan yang bersifat asam, bersama dengan limbah asam lainnya. Meskipun banyak pabrik mengoperasikan pabrik pemulihan asam, terutama yang menggunakan asam klorida, di mana asam mineral direbus dari garam besi, masih ada jumlah besar besi sulfat atau besi klorida yang sangat asam yang perlu dibuang. Banyak air limbah industri baja juga terkontaminasi oleh oli hidrolik, yang dikenal sebagai oli larut.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Pengomposan rumah

Pengomposan rumah adalah proses memanfaatkan sampah rumah tangga untuk membuat kompos di dalam lingkungan rumah. Ini melibatkan penguraian biologis sampah organik dengan mendaur ulang sisa makanan dan bahan organik lainnya menjadi kompos. Pengomposan rumah tangga dapat dilakukan di dalam rumah untuk berbagai manfaat lingkungan, seperti meningkatkan kesuburan tanah, mengurangi jumlah sampah yang dikirim ke tempat pembuangan akhir, mengurangi emisi gas metana, serta membatasi limbah makanan yang dihasilkan.

Sejarah

Meskipun pengomposan telah dibudidayakan selama Zaman Neolitikum di Skotlandia, pengomposan di rumah dimulai lebih lambat. Praktik pengomposan dalam ruangan, juga dikenal sebagai pengomposan rumah, pertama kali ditemukan pada tahun 1905 oleh Albert Howard. Howard kemudian mengembangkan praktik ini selama 30 tahun berikutnya. J.I. Rodale, yang dianggap sebagai pelopor metode organik di Amerika, melanjutkan pekerjaan Howard dan terus mengembangkan pengomposan dalam ruangan sejak tahun 1942. Sejak itu, berbagai metode pengomposan telah diadaptasi. Pengomposan dalam ruangan telah membantu dalam berkebun dan pertanian organik serta dalam pengembangan pengomposan modern. Awalnya, metode ini melibatkan teknik pelapisan, di mana material ditumpuk dalam lapisan bergantian dan tumpukan tersebut diputar setidaknya dua kali.

Dasar-dasar

Pengomposan rumahan dapat dilakukan melalui dua metode utama: aerobik dan anaerobik. Pengomposan aerobik melibatkan penguraian bahan organik menggunakan oksigen dan merupakan metode yang direkomendasikan untuk pengomposan rumah. Terdapat beberapa keuntungan dari pengomposan aerobik dibandingkan dengan pengomposan anaerobik. Meskipun keduanya menghasilkan sejumlah karbon dioksida, pengomposan anaerobik menghasilkan metana, yang merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya daripada karbon dioksida. Proses pengomposan aerobik juga lebih cepat karena ketersediaan oksigen memungkinkan pertumbuhan mikroorganisme pengomposan. Pengomposan aerobik membutuhkan wadah yang lebih besar, oksigen, kelembapan, dan pembalikan (jika tanpa cacing).

Ada berbagai jenis sampah organik yang dapat dijadikan kompos di rumah. Pengomposan memerlukan dua jenis bahan organik: sampah "hijau" dan sampah "coklat". Hal ini disebabkan karena sampah organik membutuhkan empat unsur untuk terurai: nitrogen, karbon, oksigen, dan air. Rasio karbon-nitrogen yang tepat harus dijaga bersama dengan kadar oksigen dan air yang sesuai untuk membuat kompos. Semua bahan yang dapat dibuat kompos mengandung karbon, tetapi memiliki kadar nitrogen yang berbeda. Sayuran hijau memiliki rasio karbon terhadap nitrogen yang lebih rendah, sementara bahan coklat lebih kaya karbon dan umumnya merupakan bahan kering. Untuk mendapatkan rasio penguraian yang efektif, disarankan untuk memasukkan dua hingga empat bagian bahan kompos coklat dan satu bagian bahan kompos hijau ke dalam tumpukan kompos.

Implementasi

Langkah 1: Siapkan Bin

Langkah pertama dalam membuat kompos di rumah adalah menyiapkan tempat sampah atau bin kompos serta menentukan lokasinya. Berikut adalah langkah-langkahnya:

1. Jenis Tempat Sampah: Pilih jenis tempat sampah yang sesuai dengan metode pengomposan yang Anda pilih. Jika Anda melakukan pengomposan di dalam ruangan, Anda memerlukan tempat sampah tertutup. Sementara jika pengomposan dilakukan di luar ruangan, Anda memerlukan tempat sampah terbuka. Anda dapat membeli tempat sampah kompos secara online atau menggunakan alternatif seperti meja kayu tua, tong sampah, peti anggur, atau yang lainnya untuk tempat sampah tertutup. Untuk tempat sampah terbuka, Anda bisa membuatnya dengan menggunakan tiang kayu, tiang logam, atau kawat kasa.

2. Ukuran Tempat Sampah: Pilih ukuran tempat sampah yang sesuai dengan kebutuhan rumah tangga Anda. Ukuran tempat sampah bisa bervariasi, mulai dari 5 galon untuk rumah tangga kecil hingga 18 galon untuk rumah tangga besar. Kontainer berukuran sekitar 3 x 3 x 3 kaki juga cukup untuk beberapa keperluan pengomposan.

3. Drainase: Pastikan tempat sampah kompos memiliki sistem drainase yang memadai. Anda mungkin perlu membuat lubang-lubang di bagian bawah tempat sampah untuk memastikan drainase yang baik.

4. Lokasi: Letakkan tempat sampah kompos di tempat yang tepat, baik itu di dalam maupun di luar ruangan. Pastikan tempat tersebut berada di tempat yang kering dan teduh. Di dalam rumah, tempatkan tempat sampah kompos di area yang tidak mengganggu atau berbau. Di luar ruangan, pastikan tempat sampah kompos tidak terkena langsung sinar matahari dan hujan yang berlebihan.

Disarankan juga untuk menyediakan tempat sampah kompos tambahan yang lebih kecil jika tempat sampah utama berada jauh dari area utama di mana bahan kompos sering diproduksi. Hal ini akan memudahkan Anda dalam mengumpulkan sisa makanan atau bahan organik lainnya tanpa harus terus berpindah ke tempat sampah utama.

Langkah 2: Kumpulkan Bahan

Langkah selanjutnya dalam pembuatan kompos di rumah adalah mengumpulkan bahan untuk lapisan kompos. Berbagai macam bahan organik yang tersedia di rumah tangga dapat digunakan, seperti sisa makanan, ampas kopi, kantong teh, kertas robek, dan sebagainya. Untuk menjaga rasio karbon terhadap nitrogen yang tepat dalam kompos, pastikan Anda mengumpulkan sekitar dua hingga empat bagian bahan kompos berwarna coklat untuk setiap satu bagian bahan kompos hijau. Bahan kompos berwarna coklat umumnya mengandung lebih banyak karbon, sedangkan bahan kompos hijau umumnya mengandung lebih banyak nitrogen. Sebelum memasukkan bahan-bahan tersebut ke dalam tumpukan kompos, sebaiknya diuraikan terlebih dahulu untuk mempercepat proses penguraian.

Langkah 3: Tambahkan ke Bin

Metode pengomposan yang disarankan di rumah adalah pengomposan aerobik, baik dengan atau tanpa cacing (vermicomposting). Berikut adalah langkah-langkah untuk melakukan pengomposan rumah dengan metode pelapisan:

1. Pelapisan: Mulailah dengan menyiapkan tumpukan kompos. Pertama, tambahkan lapisan bahan kasar di bagian bawah untuk memungkinkan aliran udara yang baik. Kemudian, bergantian dengan lapisan bahan kaya nitrogen (hijau) dan kaya karbon (coklat). Pastikan untuk meratakan setiap lapisan.

2. Pengaturan sisa makanan: Kubur sisa makanan di tengah-tengah tumpukan kompos. Ini akan membantu dalam pemrosesan sisa makanan secara efisien.

3. Tambahkan tanah: Setelah beberapa lapisan, tambahkan sedikit tanah di atas sisa makanan. Tanah akan membantu mempercepat proses pengomposan dengan menyediakan mikroorganisme yang diperlukan.

Jika Anda ingin menggunakan cacing (vermicomposting), Anda dapat menambahkan sekitar satu pon cacing ke bagian atas lapisan tanah. Pastikan untuk menyediakan alas yang cukup untuk cacing, seperti koran atau kertas robek. Cacing jentik merah (Eisenia fetida) disarankan karena mereka memiliki kemampuan untuk mengonsumsi setengah dari berat badan mereka dalam satu hari. Vermikomposting dapat dilakukan baik di dalam ruangan maupun di luar ruangan, tetapi disarankan untuk menyimpan wadah cacing di dalam ruangan untuk menghindari suhu ekstrem yang dapat membahayakan cacing.

Proses vermikomposting biasanya lebih cepat, membutuhkan sekitar 2-3 bulan untuk menghasilkan kompos yang siap digunakan, dibandingkan dengan 3-9 bulan untuk pengomposan tanpa cacing. Vermikomposting juga memerlukan sedikit perawatan, membatasi bau, dan memberikan nutrisi yang kaya bagi tanah.

Langkah 4: Perawatan Setelahnya

Setelah membuat tumpukan kompos, perawatan dan penggunaannya sangat penting. Berikut adalah beberapa langkah pemeliharaan dan penggunaan kompos:

1. Penambahan air: Pastikan tumpukan kompos tetap lembab dengan menambahkan sedikit air jika diperlukan, terutama jika tumpukan terlalu kering. Kadar air yang tepat diperlukan untuk menjaga aktivitas mikroba yang optimal dalam pengomposan.

2. Pembalikan tumpukan: Jika Anda menggunakan metode pengomposan tanpa cacing, perlu dilakukan pembalikan tumpukan kompos setiap beberapa minggu. Ini membantu memastikan aerasi yang baik di dalam tumpukan dan mempercepat proses penguraian. Semakin sering Anda membalik tumpukan, semakin cepat kompos akan terurai.

3. Evaluasi kematangan: Kompos dianggap selesai jika memiliki karakteristik berwarna gelap, tekstur rapuh, aroma tanah, dan tidak mengandung sisa tambahan. Anda dapat melakukan pengujian sederhana untuk memastikan kematangan kompos dengan mencium aromanya dan memeriksa strukturnya.

4. Penggunaan: Kompos yang sudah jadi dapat digunakan untuk berbagai keperluan, seperti:

   • Mulsa: Digunakan sebagai lapisan penutup di atas tanah untuk menjaga kelembaban, mengurangi pertumbuhan gulma, dan meningkatkan kesuburan tanah.

   • Perbaikan tanah: Dapat dicampurkan ke dalam tanah untuk meningkatkan struktur tanah, meningkatkan retensi air, dan menyediakan nutrisi bagi tanaman.

   • Pupuk: Digunakan sebagai pupuk organik untuk memberikan nutrisi tambahan bagi tanaman.

   • Teh kompos: Kompos juga dapat direndam dalam air untuk membuat teh kompos yang digunakan sebagai pupuk cair atau bahan perendaman akar tanaman.

Dengan melakukan pemeliharaan yang tepat dan menggunakan kompos dengan bijak, Anda dapat memanfaatkan manfaatnya secara optimal untuk keperluan pertanian dan kebun Anda.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Greenhouse Gas Emissions

Greenhouse Gas Emissions (GRK) dari kegiatan manusia memperburuk efek rumah kaca, yang merupakan penyebab utama perubahan iklim. Karbon dioksida (CO2), terutama dari pembakaran bahan bakar fosil seperti batu bara, minyak, dan gas alam, merupakan penyumbang terbesar perubahan iklim. Tiongkok adalah produsen emisi terbesar di dunia, diikuti oleh Amerika Serikat yang memiliki emisi per kapita yang lebih tinggi. Perusahaan besar di industri minyak dan gas menjadi kontributor utama emisi global. Sejak zaman pra-industri, emisi karbon dioksida di atmosfer telah meningkat sekitar 50%, dengan peningkatan yang konsisten di antara semua gas rumah kaca. Emisi rata-rata pada tahun 2010-an mencapai 56 miliar ton per tahun, meningkat dari dekade sebelumnya. Total emisi kumulatif dari tahun 1870 hingga 2017 mencakup 425±20 GtC (1558 GtCO2) dari bahan bakar fosil dan industri, serta 180±60 GtC (660 GtCO2) dari perubahan penggunaan lahan, seperti deforestasi.

Karbon dioksida (CO2) merupakan gas rumah kaca utama yang dihasilkan oleh aktivitas manusia, menyumbang lebih dari separuh efek pemanasan global. Emisi metana (CH4) juga memiliki dampak yang signifikan, terutama dalam jangka pendek. Nitrous oksida (N2O) dan gas terfluorinasi (F-gas) memiliki peran yang lebih kecil dalam perubahan iklim.

Pembangkit listrik, panas, dan transportasi menjadi penyumbang terbesar emisi, dengan energi secara keseluruhan bertanggung jawab atas sekitar 73% emisi. Deforestasi dan perubahan penggunaan lahan lainnya juga melepaskan karbon dioksida dan metana. Pertanian menjadi sumber utama emisi metana, diikuti oleh pelepasan gas dan emisi sisa dari industri bahan bakar fosil. Emisi dari sektor pertanian terutama berasal dari peternakan, sementara penggunaan pupuk di tanah pertanian juga menyumbang emisi nitrous oksida. Sumber emisi dari gas berfluorinasi, seperti zat pendingin, juga signifikan dalam total emisi manusia.

Tingkat emisi CO2 setara saat ini rata-rata 6,6 ton per orang per tahun, melebihi target perkiraan yang diperlukan untuk mematuhi Perjanjian Paris tahun 2030 sebesar 1,5 °C di atas tingkat pra-industri. Emisi per kapita tahunan di negara-negara industri biasanya sepuluh kali lipat lebih tinggi dari rata-rata di negara-negara berkembang.

Jejak karbon, atau jejak gas rumah kaca, digunakan sebagai indikator untuk membandingkan jumlah emisi gas rumah kaca sepanjang siklus hidup dari produksi barang atau jasa hingga konsumsi akhirnya. Penghitungan karbon adalah kerangka metode untuk mengukur dan melacak berapa banyak gas rumah kaca yang dikeluarkan oleh suatu organisasi.

Relevansi dengan efek rumah kaca dan pemanasan global

Efek rumah kaca terjadi ketika gas-gas rumah kaca di atmosfer suatu planet bertindak seperti selimut, menahan sebagian panas yang dipancarkan oleh permukaan planet tersebut. Hal ini mengakibatkan peningkatan suhu permukaan planet. Di Bumi, misalnya, Matahari mengirimkan radiasi gelombang pendek (sinarmatahari) ke permukaan, yang menembus atmosfer dan memanaskan permukaan bumi. Sebagai respons, bumi memancarkan radiasi gelombang panjang (panas) kembali ke atmosfer. Sebagian besar dari panas ini diserap oleh gas-gas rumah kaca, yang kemudian memancarkan kembali sebagian ke atmosfer dan sebagian ke permukaan bumi. Penyerapan dan pantulan panas ini mengurangi laju pendinginan bumi, sehingga meningkatkan suhu rata-rata permukaannya.

Tanpa efek rumah kaca, suhu permukaan rata-rata bumi diperkirakan akan sekitar -18 °C (-0,4 °F). Namun, karena adanya efek rumah kaca, suhu rata-rata global pada abad ke-20 meningkat menjadi sekitar 14 °C (57 °F), atau lebih baru, sekitar 15 °C (59 °F). Selain gas-gas rumah kaca yang terdapat secara alami, aktivitas manusia, seperti pembakaran bahan bakar fosil, telah meningkatkan jumlah karbon dioksida dan metana di atmosfer. Sebagai akibatnya, telah terjadi pemanasan global sekitar 1,2 °C (2,2 °F) sejak Revolusi Industri, dengan suhu permukaan rata-rata global meningkat dengan kecepatan sekitar 0,18 °C (0,32 °F) per dekade sejak tahun 1981.

Ikhtisar sumber utama

Gas rumah kaca yang relevan

Sumber utama gas rumah kaca yang berasal dari aktivitas manusia adalah karbon dioksida (CO2), dinitrogen oksida (N2O), dan metana (CH4), serta tiga kelompok gas terfluorinasi yaitu sulfur heksafluorida (SF6), hidrofluorokarbon (HFC), dan perfluorokarbon (PFC). Meskipun uap air merupakan gas rumah kaca yang paling dominan, emisi uap air yang berasal dari aktivitas manusia tidak memberikan kontribusi signifikan terhadap pemanasan global.

Meskipun CFC (chlorofluorocarbon) juga merupakan gas rumah kaca, regulasi terhadapnya diatur oleh Protokol Montreal yang lebih terfokus pada kontribusinya terhadap penipisan lapisan ozon, bukan terhadap pemanasan global. Penipisan ozon memiliki peran yang berbeda dengan pemanasan rumah kaca, meskipun keduanya terkadang menjadi bahan perbincangan yang tercampur dalam media. Pada tahun 2016, perwakilan dari lebih dari 170 negara yang berkumpul dalam pertemuan puncak Program Lingkungan Hidup Perserikatan Bangsa-Bangsa mencapai kesepakatan yang mengikat secara hukum untuk secara bertahap menghapuskan hidrofluorokarbon (HFC) dalam Amandemen Kigali pada Protokol Montreal. Penggunaan CFC-12 telah dihentikan kecuali untuk beberapa penggunaan yang dianggap penting karena sifatnya yang merusak ozon. Proses penghapusan secara bertahap senyawa HCFC yang kurang aktif diharapkan akan selesai pada tahun 2030.

Aktivitas manusia

Mulai sekitar tahun 1750, aktivitas industri yang menggunakan bahan bakar fosil telah secara signifikan meningkatkan konsentrasi karbon dioksida dan gas rumah kaca lainnya. Peningkatan emisi ini terjadi terutama sejak sekitar tahun 1950, sejalan dengan pertumbuhan populasi global dan aktivitas ekonomi yang meningkat setelah Perang Dunia II. Pada tahun 2021, konsentrasi karbon dioksida di atmosfer hampir 50% lebih tinggi dibandingkan dengan tingkat pra-industri.

Sumber utama gas rumah kaca akibat aktivitas manusia, yang juga dikenal sebagai sumber karbon, mencakup beberapa faktor. Pertama, pembakaran bahan bakar fosil seperti minyak, batu bara, dan gas, yang diperkirakan menghasilkan sekitar 37,4 miliar ton CO2eq pada tahun 2023. Pembangkit listrik tenaga batu bara merupakan sumber tunggal terbesar, menyumbang sekitar 20% dari gas rumah kaca pada tahun 2021. Selain itu, perubahan penggunaan lahan, terutama deforestasi di daerah tropis, juga berkontribusi sekitar seperempat dari total emisi gas rumah kaca antropogenik.

Faktor lainnya termasuk fermentasi enterik ternak dan pengelolaan kotoran ternak, pertanian padi, penggunaan lahan dan perubahan lahan basah, dan emisi dari tempat pembuangan sampah tertutup yang menyebabkan konsentrasi metana di atmosfer meningkat. Penggunaan klorofluorokarbon (CFC) dalam sistem pendingin dan dalam proses pemadaman kebakaran juga memberikan kontribusi terhadap emisi gas rumah kaca. Selain itu, tanah pertanian menghasilkan dinitrogen oksida (N2O) sebagian karena penggunaan pupuk.

Pertanian menjadi sumber terbesar emisi metana antropogenik, diikuti oleh pelepasan gas dan emisi sisa dari industri bahan bakar fosil. Dalam sektor pertanian, peternakan menyumbang sebagian besar emisi metana, dengan sapi sebagai spesies hewan yang bertanggung jawab atas sekitar 65% emisi sektor peternakan.

Emisi menurut jenis gas rumah kaca

Karbon dioksida (CO2) adalah gas rumah kaca yang paling dominan dihasilkan oleh berbagai aktivitas manusia. Selain CO2, emisi metana (CH4) memiliki dampak jangka pendek yang hampir sama dalam mengontribusikan terhadap efek rumah kaca. Nitrous oksida (N2O) dan gas terfluorinasi (F-gas) juga memainkan peran, meskipun lebih kecil dibandingkan dengan CO2 dan CH4.

Emisi gas rumah kaca diukur dalam setara CO2 yang ditentukan oleh potensi pemanasan global (GWP), yang bergantung pada masa hidup gas tersebut di atmosfer. Polutan iklim berumur pendek (SLCPs), seperti metana, hidrofluorokarbon (HFC), ozon troposferik, dan karbon hitam, bertahan di atmosfer dalam rentang waktu yang berbeda-beda, mulai dari beberapa hari hingga 15 tahun. Sementara itu, karbon dioksida dapat bertahan di atmosfer selama ribuan tahun. Mengurangi emisi SLCP dapat mengurangi laju pemanasan global hingga hampir setengahnya dan mengurangi perkiraan pemanasan Arktik sebesar dua pertiga.

Pada tahun 2019, emisi gas rumah kaca diperkirakan mencapai 57,4 gigaton CO2 setara, dengan emisi CO2 saja mencapai 42,5 gigaton termasuk perubahan penggunaan lahan (LUC).

Meskipun langkah-langkah mitigasi untuk dekarbonisasi sangat penting dalam jangka panjang, seringkali langkah-langkah ini dapat menghasilkan pemanasan jangka pendek yang lemah karena sumber emisi karbon juga seringkali menyebabkan polusi udara. Oleh karena itu, menggabungkan langkah-langkah yang menargetkan karbon dioksida dengan langkah-langkah yang menargetkan polutan non-CO2—polutan iklim berumur pendek—sangatlah penting untuk mencapai tujuan iklim.

Emisi menurut sektor

Emisi gas rumah kaca global berasal dari berbagai sektor perekonomian, mencerminkan keragaman kontribusi berbagai jenis kegiatan ekonomi terhadap perubahan iklim. Pemahaman ini membantu dalam mengidentifikasi perubahan yang diperlukan untuk memitigasi dampak perubahan iklim.

Emisi gas rumah kaca dapat dibedakan menjadi dua kategori utama: emisi yang berasal dari pembakaran bahan bakar untuk menghasilkan energi, dan emisi yang dihasilkan oleh proses lainnya. Sekitar dua pertiga dari total emisi gas rumah kaca berasal dari pembakaran bahan bakar.

Energi bisa diproduksi dan dikonsumsi di tempat yang berbeda. Jadi, emisi yang berasal dari produksi energi bisa dikategorikan berdasarkan lokasi emisinya atau tempat di mana energi yang dihasilkan dikonsumsi. Jika emisi dihubungkan dengan titik produksi, maka sekitar 25% emisi global berasal dari pembangkit listrik. Namun, jika emisi tersebut dihubungkan dengan konsumen akhir, maka 24% dari total emisi berasal dari sektor manufaktur dan konstruksi, 17% dari sektor transportasi, 11% dari rumah tangga, dan 7% dari sektor komersial. Sekitar 4% dari emisi berasal dari energi yang digunakan oleh industri energi dan bahan bakar itu sendiri.Sekitar sepertiga sisanya berasal dari proses selain produksi energi. Sebanyak 12% dari total emisi berasal dari sektor pertanian, 7% dari perubahan penggunaan lahan dan kehutanan, 6% dari proses industri, dan 3% dari limbah.

Pertanian, kehutanan dan penggunaan lahan

Pertanian

Sektor pertanian memiliki kontribusi yang signifikan terhadap emisi gas rumah kaca secara global, menyumbang antara 13% hingga 21% dari total emisi. Pertanian berperan dalam perubahan iklim melalui emisi gas rumah kaca langsung dan konversi lahan non-pertanian menjadi lahan pertanian. Emisi dinitrogen oksida dan metana menyumbang lebih dari setengah dari total emisi gas rumah kaca dari sektor pertanian, dengan peternakan menjadi sumber utama emisi.

Sistem pangan pertanian bertanggung jawab atas sebagian besar emisi gas rumah kaca. Pertanian tidak hanya menjadi pengguna lahan dan konsumen bahan bakar fosil yang signifikan, tetapi juga berkontribusi langsung melalui praktik seperti produksi padi dan peternakan. Tiga penyebab utama peningkatan gas rumah kaca dalam 250 tahun terakhir adalah bahan bakar fosil, penggunaan lahan, dan pertanian.

Sistem pencernaan hewan ternak, terutama sapi ruminansia yang dipelihara untuk daging sapi dan susu, memiliki emisi gas rumah kaca yang tinggi. Sementara hewan monogastrik seperti babi dan unggas memiliki emisi yang lebih rendah. Strategi untuk mengurangi dampaknya dan meningkatkan produksi emisi gas rumah kaca, yang dikenal sebagai pertanian cerdas iklim, mencakup peningkatan efisiensi peternakan, manajemen dan teknologi; pengelolaan pupuk kandang yang lebih efektif; pengurangan ketergantungan pada bahan bakar fosil; variasi dalam makanan dan minuman hewan; dan pengurangan produksi dan konsumsi produk hewani.Berbagai kebijakan juga dapat diimplementasikan untuk mengurangi emisi gas rumah kaca dari sektor pertanian menuju sistem pangan yang lebih berkelanjutan.

Perubahan penggunaan lahan

Perubahan penggunaan lahan, seperti deforestasi untuk keperluan pertanian, memiliki dampak signifikan terhadap konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer dengan mengubah aliran karbon keluar dari atmosfer dan menjadi penyerap karbon. Penghitungan perubahan penggunaan lahan bertujuan untuk mengukur emisi "bersih", yaitu emisi dari semua sumber dikurangi penghilangan emisi dari atmosfer melalui penyerap karbon.

Namun, terdapat ketidakpastian besar dalam pengukuran emisi karbon bersih, dan kontroversi muncul dalam alokasi penyerapan karbon antar wilayah dan dari waktu ke waktu. Misalnya, fokus pada perubahan penyerapan karbon yang lebih baru mungkin akan menguntungkan wilayah yang telah mengalami deforestasi sebelumnya, seperti Eropa.

Sebagai contoh, pada tahun 1997, kebakaran gambut di Indonesia yang disebabkan oleh manusia diperkirakan telah menyebabkan 13% hingga 40% dari rata-rata emisi karbon global tahunan yang disebabkan oleh pembakaran bahan bakar fosil. Hal ini menunjukkan bahwa peristiwa-peristiwa alamiah atau manusia yang terkait dengan perubahan penggunaan lahan dapat memiliki dampak besar terhadap emisi gas rumah kaca secara global.

Proyeksi emisi di masa depan

"Laporan Kesenjangan Emisi" tahunan oleh UNEP pada tahun 2022 menyatakan bahwa emisi gas rumah kaca harus dikurangi hampir separuhnya untuk membatasi pemanasan global hingga 1,5°C. Untuk mencapai hal ini, emisi global harus dikurangi sebesar 45% dibandingkan dengan proyeksi emisi berdasarkan kebijakan yang saat ini berlaku hanya dalam waktu delapan tahun, dan emisi tersebut harus terus menurun dengan cepat setelah tahun 2030. Laporan tersebut menekankan perlunya fokus pada transformasi ekonomi yang luas daripada perubahan bertahap.

Pada tahun 2022, IPCC juga menerbitkan Laporan Penilaian Keenam mengenai perubahan iklim, yang menegaskan bahwa emisi gas rumah kaca harus mencapai puncaknya paling lambat sebelum tahun 2025 dan menurun sebesar 43% pada tahun 2030 untuk membatasi pemanasan global hingga 1,5°C. Sekretaris Jenderal Perserikatan Bangsa-Bangsa, António Guterres, juga menekankan bahwa penghasil emisi utama harus mengurangi emisi secara drastis mulai tahun itu.

Pada bulan Oktober 2023, Badan Informasi Energi AS (EIA) merilis serangkaian proyeksi hingga tahun 2050 berdasarkan intervensi kebijakan yang dapat dipastikan saat ini. Hasil model ini menunjukkan bahwa emisi karbon terkait energi tidak pernah turun di bawah tingkat tahun 2022, menyarankan bahwa diperlukan tindakan yang lebih kuat untuk mengatasi perubahan iklim.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Pemurnian air

Pemurnian air adalah proses penting untuk menghilangkan bahan kimia yang tidak diinginkan, kontaminan biologis, padatan tersuspensi, dan gas dari air. Tujuannya adalah agar air menjadi layak untuk digunakan dalam berbagai keperluan, terutama sebagai air minum untuk manusia. Namun, pemurnian air juga diperlukan untuk aplikasi medis, farmakologi, kimia, dan industri. Proses pemurnian air telah berkembang seiring waktu, melibatkan metode fisik seperti filtrasi, sedimentasi, dan distilasi, serta metode biologis seperti filter pasir lambat atau karbon aktif biologis. Proses kimia seperti flokulasi dan klorinasi juga digunakan, begitu pula dengan penggunaan radiasi elektromagnetik seperti sinar ultraviolet.

Pemurnian air bertujuan untuk mengurangi konsentrasi materi partikulat dan kontaminan lainnya seperti parasit, bakteri, alga, virus, dan jamur, serta mengurangi konsentrasi materi terlarut dan partikulat lainnya. Standar kualitas air minum biasanya ditetapkan oleh pemerintah atau standar internasional, yang mencakup konsentrasi kontaminan minimum dan maksimum sesuai dengan penggunaan air tersebut.

Namun, hanya dengan inspeksi visual saja tidak cukup untuk menentukan kualitas air. Proses sederhana seperti merebus atau menggunakan filter karbon aktif di rumah tangga mungkin tidak cukup untuk menghilangkan semua kontaminan yang mungkin ada dalam air dari sumber yang tidak diketahui. Oleh karena itu, analisis kimia dan mikrobiologi, meskipun mahal, adalah satu-satunya cara untuk memastikan kualitas air dan memutuskan metode pemurnian yang tepat.

Sumber Air

Dalam proses pemurnian air, ada berbagai sumber air yang perlu dipertimbangkan, masing-masing dengan karakteristik yang berbeda. Pertama, air tanah yang berasal dari dalam bumi seringkali memiliki kualitas bakteriologis yang tinggi, namun dapat kaya akan padatan terlarut seperti karbonat dan sulfat kalsium dan magnesium. Meskipun sering tidak memerlukan banyak pengolahan, penyesuaian tertentu mungkin diperlukan tergantung pada kandungan mineral yang spesifik. Sumber air lainnya adalah danau dan waduk di dataran tinggi, yang biasanya memiliki tingkat bakteri dan patogen yang rendah, meskipun beberapa bakteri, protozoa, atau alga mungkin hadir.

Penyesuaian pH kadang-kadang diperlukan terutama di daerah dengan vegetasi tertentu. Di sisi lain, air permukaan di daerah dataran rendah seperti sungai, kanal, dan waduk cenderung lebih terkontaminasi dengan bakteri, alga, padatan tersuspensi, dan unsur terlarut lainnya. Ada juga teknologi pembangkitan air atmosferik yang mengekstraksi air dari udara, memberikan sumber air minum berkualitas tinggi dengan mendinginkan udara dan mengembunkan uap air. Metode lain seperti pemanenan air hujan atau pengumpulan kabut cocok untuk daerah-daerah dengan musim kemarau panjang atau daerah yang sering dilanda kabut meskipun curah hujannya rendah. Terakhir, proses desalinasi air laut menggunakan distilasi atau reverse osmosis untuk mengubah air laut menjadi air tawar yang layak konsumsi. Penting untuk memilih sumber air yang tepat dan proses pemurnian yang sesuai untuk memastikan kualitas air yang aman dan sehat untuk digunakan dalam berbagai aplikasi.

Perlakuan

Sasaran

Tujuan dari proses pengolahan air adalah untuk menghilangkan berbagai unsur yang tidak diinginkan dalam air, sehingga menjadikannya aman untuk diminum atau digunakan dalam berbagai aplikasi industri atau medis. Ada berbagai teknik yang tersedia untuk menghilangkan kontaminan seperti padatan halus, mikroorganisme, bahan anorganik dan organik terlarut, serta polutan farmasi yang mungkin persisten di lingkungan sekitar. Pemilihan metode pengolahan air bergantung pada kualitas air mentah yang akan diolah, biaya proses pengolahan, dan standar kualitas yang diharapkan dari air hasil olahan.

Proses-proses umum yang sering digunakan dalam pabrik pemurnian air mencakup penyaringan, koagulasi, flokulasi, sedimentasi, dan filtrasi. Penyaringan digunakan untuk menghilangkan partikel-partikel kasar dari air, sedangkan koagulasi dan flokulasi membantu menggumpalkan partikel-partikel halus agar lebih mudah diendapkan. Setelah itu, air diamkan dalam tangki sedimentasi di mana partikel-partikel yang telah mengendap akan dipisahkan dari air. Langkah terakhir adalah filtrasi, di mana air melewati lapisan filter tambahan untuk menghilangkan partikel-partikel kecil yang tersisa. Meskipun beberapa proses mungkin tidak selalu diterapkan tergantung pada skala pabrik dan kualitas air mentah yang digunakan, langkah-langkah tersebut secara umum membentuk inti dari proses pemurnian air yang efektif.

Perawatan awal

Perawatan awal air sebelum proses pemurnian meliputi beberapa langkah penting:

Pemompaan dan Penahanan: Air biasanya dipompa dari sumbernya atau dialirkan ke pipa atau tangki penampung. Infrastruktur fisik harus dirancang dengan hati-hati untuk menghindari kontaminasi yang tidak disengaja.

Penyaringan: Langkah pertama dalam pemurnian air permukaan adalah menghilangkan kotoran besar seperti batang, daun, sampah, dan partikel besar lainnya yang dapat mengganggu proses pemurnian berikutnya. Meskipun sebagian besar air tanah dalam tidak memerlukan penyaringan tambahan.

Penyimpanan: Air dari sungai dapat disimpan di waduk tepi sungai untuk jangka waktu tertentu agar pemurnian biologis alami dapat terjadi. Waduk penyimpanan juga berfungsi sebagai penyangga terhadap kekeringan jangka pendek atau pencemaran sementara di sungai sumber.

Pra-klorinasi: Beberapa pabrik menggunakan pra-klorinasi, yaitu pemberian klorin pada air masuk untuk mengurangi pertumbuhan organisme pengotor di pipa dan tangki. Namun, penggunaan klorin dapat memiliki dampak negatif terhadap kualitas air dan praktik ini telah dikurangi seiring berjalannya waktu.

Penyesuaian pH

Air murni memiliki pH mendekati 7, menunjukkan sifat netralnya, sedangkan air laut cenderung memiliki pH yang sedikit basa, berkisar antara 7,5 hingga 8,4. pH air tawar bervariasi tergantung pada karakteristik geologi cekungan drainase atau akuifer, serta pengaruh kontaminan seperti hujan asam. Untuk mengatasi air yang bersifat asam (pH di bawah 7), berbagai bahan seperti kapur, soda abu, atau natrium hidroksida dapat ditambahkan selama proses pemurnian untuk menaikkan pH. Penambahan kapur meningkatkan kesadahan air dengan meningkatkan konsentrasi ion kalsium. Pada air sangat asam, penggunaan degasifier dengan aliran paksa dapat efektif untuk meningkatkan pH dengan menghilangkan karbon dioksida terlarut dari air.

Menjadikan air bersifat basa membantu dalam proses koagulasi dan flokulasi, serta membantu mengurangi risiko larutnya timbal dari pipa timbal atau solder timbal pada pipa. Keberadaan alkalinitas yang cukup juga dapat mengurangi sifat korosif air terhadap pipa besi. Di sisi lain, dalam beberapa situasi, seperti untuk menurunkan pH, asam seperti asam karbonat, asam klorida, atau asam sulfat dapat ditambahkan ke dalam air yang bersifat basa. Namun, air yang bersifat alkali (pH di atas 7,0) tidak menjamin bahwa logam seperti timbal atau tembaga tidak akan larut ke dalam air. Kemampuan air untuk mengendapkan kalsium karbonat, yang melindungi permukaan logam dan mengurangi kemungkinan terlarutnya logam beracun, dipengaruhi oleh beberapa faktor seperti pH, mineral, suhu, alkalinitas, dan konsentrasi kalsium.

Koagulasi dan Flokulasi

Salah satu langkah awal dalam proses pemurnian air konvensional adalah penambahan bahan kimia untuk membantu menghilangkan partikel yang tersuspensi dalam air, baik yang bersifat anorganik seperti tanah liat dan lanau, maupun organik seperti alga, bakteri, virus, protozoa, dan bahan organik alami. Partikel ini berkontribusi pada kekeruhan dan warna air.

Koagulan anorganik seperti aluminium sulfat atau garam besi (III) seperti besi (III) klorida ditambahkan untuk menyebabkan interaksi kimia dan fisik pada partikel. Dalam hitungan detik, muatan negatif pada partikel dinetralkan oleh koagulan anorganik, sementara endapan logam hidroksida dari ion besi dan aluminium mulai terbentuk. Endapan ini bergabung menjadi partikel yang lebih besar melalui proses alami seperti gerak Brown dan flokulasi. Flok tersebut menyerap dan menjerat partikel dalam suspensi, memfasilitasi penghilangan partikel melalui proses sedimentasi dan filtrasi selanjutnya.

Pembentukan aluminium hidroksida biasanya terjadi dalam kisaran pH antara 5,5 hingga sekitar 7,7, sementara besi (III) hidroksida dapat terbentuk pada kisaran pH yang lebih luas, termasuk tingkat pH yang lebih rendah daripada yang efektif untuk tawas, yaitu antara 5,0 hingga 8,5.

Proses koagulasi dan flokulasi seringkali terjadi setelah penambahan koagulan garam logam anorganik diikuti oleh flokulasi yang melibatkan perangkat pencampur lembut. Polimer organik, seperti PolyDADMAC, digunakan sebagai bahan pembantu koagulasi atau pengganti koagulan garam logam anorganik. Ketika polimer organik ditambahkan ke dalam air yang mengandung partikulat, senyawa dengan berat molekul tinggi ini teradsorpsi ke permukaan partikel dan membantu membentuk flok dengan menghubungkan antarpartikel.

Pengendapan

Air yang mengalir keluar dari cekungan flokulasi masuk ke dalam cekungan sedimentasi, juga dikenal sebagai clarifier atau sedimentasi. Tangki ini memiliki kecepatan air yang rendah, memungkinkan flok untuk mengendap di dasar. Idealnya, cekungan sedimentasi ditempatkan dekat dengan cekungan flokulasi untuk mencegah pengendapan atau pecahnya flok selama transit antara kedua proses tersebut. Bentuk cekungan sedimentasi dapat beragam, baik persegi panjang dengan aliran dari ujung ke ujung, maupun melingkar dengan aliran dari pusat ke arah luar. Aliran keluar dari bak sedimentasi biasanya terjadi di atas bendungan untuk memastikan hanya lapisan atas air yang keluar, yang terjauh dari lumpur.

Allen Hazen pada tahun 1904 menunjukkan bahwa efisiensi proses sedimentasi bergantung pada kecepatan pengendapan partikel, aliran melalui tangki, dan luas permukaan tangki. Tangki sedimentasi biasanya dirancang dengan laju luapan berkisar antara 0,5 hingga 1,0 galon per menit per kaki persegi (atau 1250 hingga 2500 liter per meter persegi per jam). Meskipun efisiensi tidak tergantung pada waktu penahanan atau kedalaman, kedalaman cekungan harus mencukupi agar arus air tidak mengganggu lumpur dan mendorong interaksi partikel yang mengendap. Waktu penahanan sedimentasi berkisar antara 1,5 hingga 4 jam dengan kedalaman cekungan 10 hingga 15 kaki.

Clarifier Lamella, yang terdiri dari pelat atau tabung datar miring, dapat ditambahkan ke bak sedimentasi tradisional untuk meningkatkan kinerja penghilangan partikel dengan memperluas luas permukaan. Clarifier Lamella memungkinkan pengurangan luas permukaan tanah yang ditempati oleh cekungan sedimentasi, yang dapat mengurangi ukuran instalasi secara keseluruhan.

Selama partikel mengendap, lapisan lumpur terbentuk di dasar bak sedimentasi dan perlu dibuang dan diolah. Volume lumpur yang dihasilkan biasanya mencapai 3 hingga 5 persen dari total volume air yang diolah. Proses pengolahan dan pembuangan lumpur dapat memiliki dampak signifikan pada biaya operasional instalasi pengolahan air. Bak sedimentasi dapat dilengkapi dengan alat pembersih mekanis atau dibersihkan secara manual secara berkala.

Salah satu subkategori sedimentasi adalah klarifikasi selimut flok, di mana partikel terperangkap dalam lapisan flok tersuspensi saat air didorong ke atas. Meskipun menempati tapak yang lebih kecil, efisiensi penghilangan partikel dapat bervariasi tergantung pada kualitas air influen dan laju aliran.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Pencemaran air

Pencemaran air, yang terjadi ketika badan air seperti danau, sungai, atau laut terkontaminasi oleh bahan-bahan yang merugikan, seringkali disebabkan oleh aktivitas manusia. Pencemaran ini biasanya disebabkan oleh pembuangan limbah, kegiatan industri, pertanian, dan air hujan yang merembes ke dalam sistem perairan. Dampaknya bisa sangat merugikan, termasuk kerusakan ekosistem perairan dan penyebaran penyakit yang ditularkan melalui air yang tercemar. Selain itu, polusi air juga mengurangi kemampuan ekosistem dalam menyediakan layanan vital seperti air minum.

Ada dua jenis sumber pencemaran air: sumber titik dan sumber non-titik. Sumber titik, seperti saluran pembuangan limbah atau tumpahan minyak, memiliki satu sumber yang jelas. Sementara itu, sumber non-titik, seperti limpasan pertanian, lebih tersebar. Polusi air dapat berasal dari berbagai zat beracun seperti logam, plastik, pestisida, atau limbah industri, serta kondisi stres seperti perubahan pH, hipoksia, atau masuknya organisme patogen.

Untuk mengendalikan pencemaran air, diperlukan infrastruktur yang memadai, rencana pengelolaan yang efektif, dan kepatuhan terhadap peraturan perundang-undangan. Solusi teknologi seperti peningkatan sanitasi, pengolahan limbah, pengolahan air limbah industri, atau pengendalian limpasan perkotaan dapat membantu mengurangi dampak pencemaran air dan menjaga kualitas air yang lebih baik.

Definisi

Pencemaran air secara praktis dapat dijelaskan sebagai penambahan zat atau bentuk energi ke dalam badan air yang mengubah sifatnya sehingga tidak dapat lagi digunakan dengan tepat. Hal ini sering disebabkan oleh kontaminan yang berasal dari aktivitas manusia, membuat air tidak layak untuk keperluan seperti konsumsi atau dukungan bagi kehidupan biotik, seperti ikan. Dengan kata lain, air dianggap tercemar ketika terdapat zat-zat yang merugikan bagi kualitasnya, mengurangi kemampuan air tersebut untuk mendukung kehidupan atau digunakan oleh manusia untuk keperluan tertentu.

Kontaminan

Kontaminan yang berasal dari limbah

Beberapa senyawa dapat masuk ke dalam tubuh air melalui limbah yang belum diolah atau yang sudah diolah sebelumnya. Ini mencakup senyawa kimia yang dapat ditemukan dalam produk kebersihan pribadi dan kosmetik. Selain itu, produk sampingan dari proses disinfeksi kimia pada air minum juga dapat berperan, meskipun bahan kimia tersebut cenderung menguap dan jarang ditemukan di lingkungan air. Hormon dari peternakan dan sisa-sisa dari metode kontrasepsi hormonal manusia, bersama dengan bahan sintetis seperti ftalat yang meniru cara kerja hormon, juga dapat mencemari air. Ancaman potensialnya tidak hanya bagi makhluk hidup di alam, tetapi juga bagi manusia jika air tersebut digunakan untuk kebutuhan seperti air minum. Insektisida dan herbisida, yang sering kali berasal dari aliran air yang berasal dari pertanian, juga merupakan pencemar yang umum di badan air. Jika pencemaran air berasal dari limbah kota, unsur utamanya meliputi padatan yang terlarut, bahan organik yang dapat terurai, unsur hara, dan organisme patogen yang dapat menyebabkan penyakit.

Patogen

Kelompok utama organisme patogen yang ditemukan dalam air meliputi bakteri, virus, protozoa, dan cacing. Dalam praktiknya, karena deteksi langsung organisme patogen dalam sampel air sulit dan mahal, digunakanlah organisme indikator untuk menyelidiki kemungkinan pencemaran patogen. Organisme indikator ini, yang umumnya berasal dari feses, mencakup total coliform (TC), fecal coliform (FC), atau coliform termotoleran, serta bakteri E. coli.

Organisme patogen dapat menyebabkan penyakit yang ditularkan melalui air, baik pada manusia maupun hewan. Beberapa mikroorganisme yang sering ditemukan dalam perairan yang terkontaminasi dan dapat menyebabkan gangguan kesehatan manusia antara lain Burkholderia pseudomallei, Cryptosporidium parvum, Giardia lamblia, Salmonella, norovirus, dan jenis virus lainnya, serta cacing parasit seperti Schistosoma.

Sumber tinggi patogen dalam badan air bisa berasal dari berbagai faktor, termasuk kotoran manusia akibat praktek buang air besar sembarangan, limbah domestik, blackwater, atau kotoran ternak yang mencemari sumber air. Penyebab lainnya bisa terkait dengan kekurangan sanitasi, kurangnya fungsi sistem sanitasi seperti tangki septik atau jamban, pengolahan limbah yang tidak memadai, limpahan saluran pembuangan sanitasi, serta luapan saluran pembuangan gabungan (CSO) saat hujan deras, dan praktek pertanian intensif yang tidak terkelola dengan baik.

Senyawa organik

Zat organik yang memasuki badan air sering kali berbahaya. Ini termasuk hidrokarbon dari minyak bumi seperti bensin, solar, dan pelumas mesin, serta sisa-sisa pembakaran bahan bakar yang bisa berasal dari tumpahan minyak atau air hujan. Senyawa organik yang mudah menguap, seperti pelarut industri yang tidak disimpan dengan benar, juga menjadi masalah. Contohnya adalah organoklorida seperti PCB dan trikloretilen, yang merupakan pelarut yang umum digunakan. Ada juga zat per- dan polifluoroalkil (PFAS) yang merupakan polutan organik yang persisten dan dapat memberikan dampak yang berkelanjutan pada lingkungan air.

Kontaminan anorganik

Pencemar air anorganik termasuk berbagai zat, seperti amonia dari limbah pengolahan makanan dan logam berat yang berasal dari kendaraan bermotor, yang bisa masuk ke dalam air melalui limpasan air hujan perkotaan atau melalui drainase asam tambang. Selain itu, terdapat juga pencemar seperti nitrat dan fosfat yang berasal dari limbah industri dan pertanian, yang dapat menyebabkan polusi nutrisi di air. Lumpur atau sedimen yang terbawa dalam aliran air dari lokasi konstruksi, pembuangan limbah, penebangan, atau praktik tebang dan bakar juga bisa menjadi pencemar. Garam juga merupakan salah satu pencemar, dengan proses salinisasi air tawar yang dapat mencemari ekosistem air tawar. Salinisasi ini sering disebabkan oleh aktivitas manusia, seperti penggunaan garam jalan untuk menghilangkan es di jalan, yang dikenal sebagai salinisasi sekunder.

Polutan farmasi

Dampak lingkungan dari obat-obatan dan produk perawatan pribadi (PPCP) telah menjadi fokus penelitian sejak tahun 1990-an. PPCP mencakup beragam zat yang digunakan oleh individu untuk kesehatan pribadi, kecantikan, serta oleh industri agrobisnis untuk meningkatkan pertumbuhan dan kesehatan ternak. Setiap tahun, lebih dari dua puluh juta ton PPCP diproduksi secara global. Uni Eropa bahkan telah mengklasifikasikan residu farmasi sebagai "zat prioritas" yang berpotensi mencemari air dan tanah.

PPCP telah terdeteksi di perairan di seluruh dunia, menimbulkan kekhawatiran akan risiko toksisitas, persistensi, dan bioakumulasi. Meskipun masih diperlukan penelitian lebih lanjut, data saat ini menunjukkan bahwa produk perawatan pribadi berdampak negatif pada lingkungan dan berbagai spesies, termasuk terumbu karang dan ikan. PPCP juga mencakup polutan farmasi persisten lingkungan (EPPP) dan merupakan salah satu jenis polutan organik persisten. Mereka tidak terurai oleh instalasi pengolahan limbah konvensional dan memerlukan proses pengolahan yang lebih lanjut.

Studi terbaru pada tahun 2022 mengenai pencemaran farmasi di sungai-sungai di seluruh dunia menemukan bahwa ini merupakan ancaman serius bagi kesehatan lingkungan dan manusia di lebih dari seperempat lokasi yang diteliti. Penelitian ini melibatkan 1.052 lokasi sampel di 258 sungai di 104 negara, yang mencakup populasi sekitar 470 juta orang. Temuan ini menunjukkan bahwa wilayah dengan infrastruktur air limbah dan pengelolaan limbah yang buruk, terutama di negara-negara berpendapatan rendah hingga menengah, cenderung menjadi yang paling terkontaminasi. Polutan farmasi yang paling sering terdeteksi dan terkonsentrasi meliputi berbagai obat farmasi dan metabolitnya, seperti antidepresan, antibiotik, dan pil kontrasepsi, serta metabolisme obat-obatan terlarang seperti metamfetamin dan ekstasi.

Limbah padat dan plastik

Limbah padat bisa mencemari badan air melalui berbagai jalur, termasuk limbah yang tidak diolah, luapan saluran selokan, air hujan yang mengalir dari permukaan perkotaan, pembuangan sampah sembarangan oleh manusia, serta angin yang membawa limbah padat dari tempat pembuangan sampah. Akibatnya, selain polusi makroskopis yang terlihat jelas, juga terjadi pencemaran mikroplastik yang seringkali tidak terlihat secara langsung. Istilah seperti sampah laut dan polusi plastik laut sering digunakan untuk merujuk pada kondisi pencemaran lautan.

Mikroplastik memiliki ketahanan yang tinggi dalam lingkungan, terutama di ekosistem perairan dan laut, sehingga menyebabkan pencemaran air. Sekitar 35% dari seluruh mikroplastik di laut berasal dari tekstil atau pakaian, terutama karena erosi yang terjadi pada pakaian berbahan poliester, akrilik, atau nilon, terutama selama proses pencucian.

Air hujan, limbah yang tidak diolah, dan angin merupakan jalur utama di mana mikroplastik berpindah dari darat ke laut. Bahan seperti kain sintetis, ban bekas, dan debu kota merupakan sumber utama mikroplastik. Ketiga sumber ini, secara kolektif, berkontribusi lebih dari 80% terhadap kontaminasi mikroplastik.

Jenis pencemaran air permukaan

Pencemaran air permukaan merujuk pada pencemaran sungai, danau, dan laut, yang sering kali dipengaruhi oleh limbah manusia dari berbagai sumber, termasuk limbah industri, pertanian, dan pemukiman, serta partikel dan organisme invasif. Salah satu aspek dari pencemaran air permukaan adalah pencemaran laut, yang berdampak pada ekosistem laut. Polusi nutrisi adalah jenis pencemaran yang diakibatkan oleh masukan nutrisi yang berlebihan ke dalam badan air, seperti nitrogen dan fosfor, yang sering kali mengakibatkan eutrofikasi air permukaan. Kurangnya sanitasi yang dikelola dengan baik merupakan salah satu penyebab utama pencemaran air, yang terjadi misalnya melalui praktik buang air besar sembarangan saat banjir atau hujan, yang mengakibatkan kotoran manusia mencemari air permukaan.

Pencemaran laut terjadi ketika bahan-bahan kimia atau limbah manusia, seperti limbah industri, pertanian, dan pemukiman, masuk ke laut dan menyebabkan dampak negatif pada lingkungan dan organisme hidup di sana. Mayoritas limbah ini berasal dari aktivitas di daratan, seperti pembuangan limbah dan sungai, tetapi transportasi laut juga berkontribusi signifikan. Pencemaran ini bisa berupa berbagai zat kimia dan sampah yang berasal dari daratan dan dibawa oleh air atau angin ke laut. Polusi ini merusak lingkungan, kesehatan organisme hidup, dan ekonomi global. Sumber-sumber polusi non-titik, seperti limpasan pertanian dan debu yang tertiup angin, juga berperan dalam memperburuk kondisi laut.

Polusi nutrisi adalah bentuk pencemaran air yang disebabkan oleh masukan unsur hara yang berlebihan, seperti nitrogen dan fosfor, yang sering kali menyebabkan eutrofikasi air permukaan, pertumbuhan alga berlebihan, dan gangguan lingkungan lainnya. Polusi termal, yang disebabkan oleh peningkatan suhu air akibat pengaruh manusia, juga dapat berdampak negatif pada ekosistem air. Ini dapat menyebabkan penurunan kadar oksigen di air, perubahan dalam komposisi rantai makanan, serta masuknya spesies ikan baru yang dapat mengganggu keseimbangan ekosistem. Organisme invasif perairan juga dapat menjadi penyebab pencemaran biologis yang merugikan bagi lingkungan air.

Pencemaran air tanah

Pencemaran air tanah, yang juga dikenal sebagai kontaminasi air tanah, terjadi ketika zat pencemar masuk ke dalam tanah dan akhirnya mencemari air tanah. Pencemaran semacam ini dapat disebabkan oleh tindakan manusia, seperti pembuangan limbah, lindi TPA, dan limbah dari instalasi pengolahan air limbah, serta bocornya saluran pembuangan atau stasiun pengisian bahan bakar. Selain itu, penggunaan pupuk yang berlebihan di bidang pertanian juga dapat menyebabkan pencemaran air tanah. Kontaminasi air tanah juga bisa terjadi secara alami karena adanya kontaminan alami seperti arsenik atau fluorida. Penggunaan air tanah yang tercemar membawa risiko kesehatan masyarakat karena bisa menyebabkan keracunan atau penyebaran penyakit.

Pencemaran air tanah merupakan ancaman serius bagi kesejahteraan manusia dan ekosistem di banyak wilayah di dunia. Sebagian besar populasi dunia bergantung pada air tanah sebagai sumber air minum, namun, pengisian ulang yang tidak terkendali dapat membawa kontaminan ke dalam akuifer karbonat dan mengancam kemurnian air. Hal ini menunjukkan bahwa perlindungan air tanah sangat penting untuk menjaga kesehatan masyarakat dan kelestarian lingkungan.

Dampak

Pencemaran air merupakan masalah global yang serius karena dapat menyebabkan kerusakan pada seluruh ekosistem perairan, baik itu perairan tawar, pesisir, maupun laut. Kontaminan yang menjadi penyebab pencemaran air meliputi berbagai jenis bahan kimia, patogen, dan perubahan fisik seperti peningkatan suhu. Meskipun beberapa bahan kimia mungkin terbentuk secara alami, seperti kalsium, natrium, dan besi, konsentrasi yang tinggi dari zat-zat tersebut dapat berdampak negatif pada flora dan fauna perairan. Beberapa zat bahkan dapat mengurangi kadar oksigen di dalam air, baik berasal dari bahan alami seperti tumbuhan maupun bahan kimia buatan manusia. Selain itu, keberadaan kontaminan alami dan antropogenik juga dapat menyebabkan kekeruhan air, yang dapat menghalangi cahaya dan mengganggu pertumbuhan tanaman air serta mengganggu pernafasan bagi beberapa spesies ikan.

Pencemaran air juga berdampak langsung pada kesehatan masyarakat, dengan penyebaran penyakit pencernaan dan infeksi parasit yang sering kali terjadi akibat air yang terkontaminasi. Paparan terus-menerus terhadap polutan melalui air juga meningkatkan risiko terkena kanker dan berbagai penyakit lainnya.

Selain itu, pencemaran nitrogen dapat menyebabkan eutrofikasi, terutama di danau, yang merupakan peningkatan konsentrasi nutrisi dalam ekosistem perairan. Hal ini dapat mengakibatkan pertumbuhan mikroorganisme yang berlebihan, seperti alga dan bakteri, yang pada akhirnya menghabiskan oksigen dalam air dan menyebabkan berkurangnya kualitas air serta bahaya bagi populasi ikan dan hewan lainnya. Eutrofikasi yang disebabkan oleh polusi manusia merupakan proses yang cepat dan dapat menyebabkan degradasi lingkungan yang parah.

Disadur dari: en.wikipedia.org

Pengolahan air limbah

Pengolahan air limbah adalah suatu proses yang menghilangkan dan mengurangi kontaminan dari air limbah sehingga dapat dikembalikan ke siklus air atau digunakan kembali untuk berbagai tujuan (reklamasi air). Proses ini terjadi di instalasi pengolahan air limbah yang sesuai dengan jenis air limbah yang diolah. Untuk air limbah domestik, proses pengolahan dilakukan di instalasi pengolahan limbah yang juga dikenal sebagai pengolahan limbah kota. Sedangkan untuk air limbah industri, pengolahan dilakukan di instalasi pengolahan air limbah industri atau di instalasi pengolahan limbah setelah beberapa tahapan awal pengolahan.

Proses pengolahan air limbah meliputi berbagai tahapan seperti pemisahan fasa (seperti sedimentasi), proses biologis, proses kimia (seperti oksidasi), atau pemolesan. Produk sampingan utama dari pengolahan air limbah adalah lumpur, yang biasanya juga diolah di instalasi pengolahan air limbah. Selain itu, biogas juga dapat dihasilkan sebagai produk sampingan jika proses pengolahan anaerobik digunakan. Air limbah yang telah diolah dapat digunakan kembali sebagai air reklamasi.

Tujuan utama dari pengolahan air limbah adalah agar air limbah yang telah diolah dapat dibuang atau digunakan kembali dengan aman. Bangladesh telah meresmikan pabrik pengolahan limbah tunggal terbesar di Asia Selatan, yang berlokasi di kawasan kota Khilgaon. Pabrik ini memiliki kapasitas untuk mengolah lima juta limbah per hari, dan merupakan langkah penting dalam mengatasi tantangan pengelolaan air limbah di negara tersebut.Perlu dicatat bahwa istilah "pengolahan air limbah" sering digunakan secara luas untuk mengacu pada "pengolahan limbah" secara umum.

Jenis instalasi pengolahan

Ada beragam jenis instalasi pengolahan air limbah yang dibedakan berdasarkan jenis air limbah yang akan diolah. Proses pengolahan air limbah bervariasi tergantung pada jenis dan tingkat kontaminasinya. Tahapan pengolahan mencakup proses fisik, kimia, dan biologi. Beberapa jenis instalasi pengolahan air limbah meliputi pabrik pengolahan limbah, instalasi pengolahan air limbah industri, instalasi pengolahan air limbah pertanian, dan instalasi pengolahan lindi. Setiap jenis instalasi memiliki peran penting dalam menjaga kualitas air dan lingkungan yang sehat.

Instalasi pengolahan limbah

Pengolahan air limbah, juga dikenal sebagai pengolahan air limbah domestik atau pengolahan air limbah kota, merupakan suatu proses yang bertujuan untuk menghilangkan kontaminan dari limbah agar limbah tersebut aman untuk dibuang ke lingkungan sekitar atau untuk digunakan kembali. Limbah yang diolah dapat berasal dari rumah tangga, bisnis, dan mungkin juga air limbah industri yang telah diolah sebelumnya. Ada berbagai proses pengolahan limbah yang dapat dipilih, mulai dari sistem terdesentralisasi hingga sistem terpusat yang melibatkan jaringan pipa dan stasiun pompa.

Proses pengolahan limbah sering melibatkan dua tahap utama, yaitu pengolahan primer dan sekunder, dengan kemungkinan adanya tahap pengolahan tersier. Pengolahan sekunder biasanya melibatkan proses biologis aerobik atau anaerobik untuk mengurangi bahan organik dalam limbah. Ada juga langkah pengolahan kuartal yang dapat ditambahkan untuk menghilangkan polutan mikroorganik, seperti obat-obatan.

Terdapat berbagai teknologi pengolahan limbah yang telah dikembangkan, sebagian besar menggunakan proses biologis. Ketika memilih teknologi yang sesuai, insinyur desain dan pengambil keputusan perlu mempertimbangkan kriteria teknis dan ekonomi, seperti kualitas limbah yang diinginkan, perkiraan biaya konstruksi dan pengoperasian, ketersediaan lahan, kebutuhan energi, dan aspek keberlanjutan.

Di berbagai negara di dunia, tingkat pengolahan limbah sangat tidak setara. Negara-negara berpendapatan tinggi cenderung memiliki tingkat pengolahan limbah yang lebih tinggi daripada negara-negara berkembang. Meskipun diperkirakan bahwa sekitar 52% limbah diolah secara global, negara-negara berkembang hanya mengolah sekitar 4,2% limbah mereka. Hal ini menunjukkan adanya ketimpangan dalam akses dan kemampuan untuk melakukan pengolahan limbah di seluruh dunia.

Instalasi pengolahan air limbah industri

Pengolahan air limbah industri adalah proses yang digunakan untuk mengolah air limbah yang dihasilkan oleh industri sebagai produk sampingan yang tidak diinginkan. Setelah melalui proses pengolahan, air limbah industri yang telah diolah dapat digunakan kembali atau dibuang ke sistem saluran pembuangan sanitasi atau ke air permukaan di lingkungan.

Fasilitas industri seperti kilang minyak bumi, pabrik kimia, dan petrokimia umumnya memiliki fasilitas khusus untuk mengolah air limbah mereka. Hal ini dilakukan agar konsentrasi polutan dalam air limbah yang diolah memenuhi peraturan mengenai pembuangan air limbah ke saluran pembuangan atau ke lingkungan alam seperti sungai, danau, atau lautan. Proses pengolahan air limbah industri sangat penting bagi industri yang menghasilkan air limbah dengan konsentrasi bahan organik tinggi, polutan beracun, atau nutrisi seperti amonia.

Beberapa industri memasang sistem pra-pengolahan untuk menghilangkan beberapa polutan sebelum air limbahnya diolah lebih lanjut. Selain itu, tren terkini dalam industri adalah meminimalkan produksi air limbah atau mendaur ulang air limbah yang telah diolah dalam proses produksi. Beberapa industri telah berhasil mendesain ulang proses manufaktur mereka untuk mengurangi atau bahkan menghilangkan polutan dalam air limbah mereka.

Berbagai industri menghasilkan air limbah, termasuk manufaktur baterai, kimia, pembangkit listrik, makanan, besi dan baja, pengerjaan logam, pertambangan, industri nuklir, ekstraksi minyak dan gas, penyulingan minyak bumi dan petrokimia, farmasi, pulp dan kertas, peleburan, tekstil, serta industri pengolahan dan pengawetan kayu. Proses pengolahan air limbah industri meliputi pengolahan air garam, penghilangan padatan, penghilangan minyak dan lemak, penghilangan bahan organik yang dapat terbiodegradasi, penghilangan bahan organik lainnya, penghilangan asam dan basa, serta penghilangan bahan beracun.

Instalasi pengolahan air limbah pertanian

Pengolahan air limbah pertanian adalah upaya pengelolaan dalam pertanian yang bertujuan untuk mengendalikan polusi dari operasi hewan yang dikurung dan dari limpasan permukaan yang mungkin terkontaminasi oleh bahan kimia dalam pupuk, pestisida, bubur hewan, sisa tanaman, atau air irigasi. Hal ini diperlukan untuk memastikan operasi hewan terbatas yang berkelanjutan seperti produksi susu dan telur tidak menyebabkan pencemaran lingkungan.

Proses pengolahan air limbah pertanian dapat dilakukan di pabrik dengan menggunakan unit pengolahan mekanis yang mirip dengan yang digunakan untuk pengolahan air limbah industri. Namun, jika lahan tersedia, penggunaan kolam, kolam pengendapan, dan laguna fakultatif mungkin lebih ekonomis untuk kondisi penggunaan musiman seperti siklus pembiakan atau panen.

Bubur hewan biasanya diolah dengan cara dikurung di laguna anaerobik sebelum dibuang dengan cara disemprotkan atau diteteskan ke padang rumput. Lahan basah buatan juga kadang-kadang digunakan untuk membantu dalam pengolahan kotoran hewan.

Sumber polusi non-titik termasuk limpasan sedimen, limpasan unsur hara, dan pestisida. Sementara itu, sumber pencemaran utama meliputi kotoran hewan, cairan silase, limbah tempat pemerahan susu (peternakan sapi perah), limbah pemotongan hewan, air cucian sayuran, dan air kebakaran. Banyak peternakan juga menghasilkan polusi non-titik dari limpasan permukaan yang tidak terkontrol melalui instalasi pengolahan.

Proses unit

Proses unit dalam pengolahan air limbah melibatkan berbagai langkah, termasuk proses fisik dan biologis. Salah satu langkah awal dalam pengolahan air limbah adalah pemisahan padatan dari cairan, yang sering dilakukan melalui proses sedimentasi. Dalam proses ini, bahan terlarut secara bertahap diubah menjadi flok biologis atau biofilm, yang kemudian diendapkan atau dipisahkan untuk meningkatkan kemurnian aliran limbah.

Pemisahan fase merupakan langkah penting lainnya, yang melibatkan memindahkan pengotor ke fasa non-air seperti minyak dan gemuk. Padatan yang dihasilkan sering kali memerlukan pengeringan lumpur di instalasi pengolahan air limbah, dan pilihan pembuangan padatan kering bervariasi tergantung pada jenis dan konsentrasi kotoran yang dihilangkan dari air limbah.

Sedimentasi adalah proses utama dalam pengolahan limbah di mana padatan seperti batu, pasir, dan debu dapat dihilangkan dari air limbah secara gravitasi. Padatan yang lebih berat dari air akan mengendap di dasar tangki pengendapan primer, sementara padatan yang lebih ringan akan diangkat ke tahap pengolahan berikutnya. Proses sedimentasi ini juga umum digunakan dalam pengolahan berbagai jenis air limbah lainnya.

Dalam cekungan pengendapan yang tenang, padatan yang lebih berat akan mengendap di dasar, sementara minyak yang mengambang akan dihilangkan secara bersamaan menggunakan skimmer, seperti sisa sabun atau benda padat lainnya. Beberapa wadah, seperti pemisah minyak-air API, dirancang khusus untuk memisahkan cairan non-polar.

Proses biologis dan kimia

Oksidasi
Oksidasi adalah proses yang mengurangi kebutuhan oksigen biokimia dalam air limbah, serta dapat mengurangi toksisitas beberapa kontaminan. Pengolahan sekunder melibatkan transformasi senyawa organik menjadi karbon dioksida, air, dan biosolid melalui reaksi oksidasi dan reduksi. Oksidasi kimia juga sering digunakan untuk tujuan desinfeksi.

Oksidasi Biokimia (Perlakuan Sekunder)
Pengolahan sekunder, yang sering kali merupakan bagian dari pengolahan air limbah biologis, bertujuan untuk menghilangkan bahan organik yang dapat terbiodegradasi dari limbah atau air limbah sejenis. Proses ini bertujuan mencapai tingkat kualitas limbah tertentu di instalasi pengolahan limbah, sehingga dapat dibuang atau digunakan kembali dengan aman. Proses biologis dalam pengolahan sekunder dilakukan oleh mikroorganisme dalam kondisi aerobik atau anaerobik, tergantung pada teknologi pengolahannya. Bakteri dan protozoa mengonsumsi kontaminan organik larut yang dapat terbiodegradasi sambil bereproduksi, membentuk sel-sel padatan biologis. Pengolahan sekunder diterapkan secara luas dalam pengolahan limbah, termasuk dalam konteks air limbah pertanian dan industri.

Oksidasi Kimia
Proses oksidasi tingkat lanjut digunakan untuk menghilangkan beberapa polutan organik yang persisten dan konsentrasi yang tersisa setelah oksidasi biokimia. Disinfeksi dengan oksidasi kimia dilakukan dengan menambahkan radikal hidroksil seperti ozon, klorin, atau hipoklorit ke dalam air limbah, yang kemudian memecah senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana seperti air, karbon dioksida, dan garam.

Perawatan Anaerobik
Proses pengolahan air limbah anaerobik, seperti UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) dan EGSB (Expanded Granular Sludge Bed), juga umum diterapkan dalam pengolahan air limbah industri dan lumpur biologis. Metode ini mengandalkan proses biologis tanpa kehadiran oksigen untuk menguraikan bahan organik dalam air limbah.

Disadur dari: en.wikipedia.org