Beberapa Metoda Alternatif Penanganan Limbah Hamidah Harahap Renita Manurung Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
1. PENDAHULUAN Secara praktis semua air limbah mungkin sekali akan menemukan jalannya menuju aliran air yang terdekat, perairan-perairan di atas permukaan tanah yang lain ataupun di dalam tanah. Meskipun apabila terdapat pembuangannya berada di atas permukaan tanah, ia dapat saja tetap mencapai mata air (water table) di dalam tanah. Apabila zat-zat pencemar tidak diperbolehkan mengganggu kebersihan aliran-aliran, danau-danau, sungai, kuala-kuala air pasang surut atau perairan di tepi pantai, mereka harus dibuang dari air yang mengangkutnya atau dirubah bentuknya secara memadai. Pembuangan zat-zat pencemar ini atau perubahan bentuknya kedalam keadaan yang tidak berbahaya merupakan proses fungsi sarana pembenahan air limbah. Tingkat pembenahan yang akan diberikan tergantung pada sifat dan volume relatif aliran-aliran penampung dan pada penggunaan-penggunaannya di mana air-air demikian dimanfaatkan untuk perekonomian air di daerah tersebut. Limbah baru mungkin saja dan selalu dibuang kedalam aliran-aliran air besar, danau dan perairan pasang surut, sedangkan terdapat banyak daerah yang menerima limbah yang belum dibenahi untuk irigasi. Namun cara pembenahan demikian, hanyalah dapat dilaksanakan secara memuaskan pada keadaankeadaan yang menguntungkan dan itupun setelah dengan hati-hati mengikuti kaedahkaedah yang mengatur metode-metode ini. Pembuangan dan perubahan bentuk bahan-bahan pencemar dilaksanakan dengan cara-cara yang berbeda-beda. Adalah sangat penting sekali untuk menyadari bahwa pembenahan air-air sampah kebanyakan hanya menghasilkan pembuangan sebagiansebagain atau perobahan bentuk bahan-bahan pencemaran. Malahan setelah dilakukannya pembenahan demikian, air-air yang sudah agak dimumikan itu tetap saja dibuang dengan cara pelarutan atau pembuangan dan akhirnya oleh assimilasi lingkungan sekelilingnya. Aspek pembuangan ini perlu ditekankan, aleh karena banyak instalasi pembenahan yang mahal telah didirikan tanpa menghiraukan metode pembuangan yang mutakhir. Pembenahan dan pembuangan air haruslah selalu dianggap sebagai suatu rencana yang terpadu sedangkan tingkat pembenahan harus dihubungkan dengan cara pembuangan sarana aliran. Proses pembenahan limbah yang paling umum mencakup pekerjaan-pekerjaan (operasi-operasi) sebagai berikut : a. Penyaringan b. Pembuangan pasir c. Pembuangan minyak dan minyak pelumas d. Sedimentasi zat-zat organik dan zat mineral yang terurai halus e. Peredaran udara dan oksida 1 e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
f. Penyelesaian akhir Penghilangan bau dan pemberantasan kuman atau sterilisasi dilaksanakan pada kasus-kasus yang langka. Hampir semua proses, khususnya proses-proses yang tergantung pada peralatan mekanis atau pembenahan kimiawi, meningkatkan penempatan endapan lumpur yang harus dibenahi dan dibuang secara terpisah. Proses-proses yang berlain-lainan itu secara kasar dapat dikelompokkan sebagai berikut : 1. Pengolahan secara mekanis yang terdiri dari penyaringan, pengambilan buihnya, pengambangan dan sedimentasi. 2. Pembenahan secara kimiawi meliputi pengentalan, penghilangan bau dan sterilisasi (mematihamakan). 3. Pembenahan secara biologis yang tergantung pada aktivitas sekelompok organisme baik yang hidup dalam lingkungan ajang almiah mereka seperti pada batang-batang air atau lapisan tanah atau dalam lingkungan yang diciptakan secara buatan seperti dalam saringan antara, tangki septik atau tangki-tangki Imhoff, instalasi pembenahan lumpur atau saringan-saringan kecil/halus (bersusun). Di dalam halaman-halaman berikut, metode-metode pembebanan yang berbedabeda dalam pembuangan limbah hanya diuraikan secara singkat sekali, hanya untuk mendapatkan perbandingan gagasan tentang metode-metode yang berbeda-beda dan memperlihatkan ciri-ciri mereka yang sangat lain dibandingkan dengan irigasi air limbah dan pembuangan air limbah di atas tanah. 2. PEMBENAHAN PENDAHULUAN Pembenahan pendahuluan terdiri dari penyaringan, pembuangan pasir dan sedimentasi. Pembenahan yang lebih lengkap atau pengolahan tambahan dilakukan melalui proses-proses oksidasi, seperti misalnya penyaringan pasir, saringan halus/kecilkecil mentes dan proses pelumpuran endapan yang digiatkan guna menggabungkan peredaran udara dan sedimentasi. Pengenceran dan irigasi air limbah dapat dianggap sebagai metode-metode pembuangan dan bukan pembenahan. 2.1. Penyaringan Cara yang paling sederhana dari pembuangan benda pedal yang kasar dan besar adalah dengan cara mengalirkan air limbah itu melalui saringan-saringan.Selain itu, air limbah dialirkan melalui sebuah alat pemecah atau alat penghancur di mana benda-benda pedal tersebut dipecah menjadi potongan-potongan kecil. Kepingan-kepingan ini kemudian dibiarkan mengendap di dalam tanki-tanki sedimentasi. Adalah penting untuk membuang benda-benda yang mengambang seperti potongan-potongan kain bekas, kertas, kepingan-kepingan kayu, pasir dan rupa-rupa bahan lainnya untuk melindungi pompa-pompa den peralatan mesin dan untuk mencegah kerusakan pipa, klep dan ujungujung "mulut" saringan. Dayaguna penyaringan berbeda luas sekali, tergantung pada sifat limbah dan jenis-jenis saringan yang digunakan. Biasanya disediakan suatu jaring-jaring di bawah permukaan air sebesar tidak kurang dari 2 kaki persegi per "m.g.d." bagi limbah domestik atau 3 kaki persegi untuk limbah gabungan, kecepatan melalui saringan yang biasa untuk itu adalah kira-kira 0.5 sampai 1.0 kaki per detik. Saringan-saringan pada umumnya 2 e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
bersifat sangat tidak menyenangkan dalam sifatnya dan harus sagera dibuang secepat mereka terkumpul dengan cara pemendaman, pembakaran atau pencernaan. Pemendaman menghasilkan bau yang tidak segar lagi pula merusak pemandangan dan tidak sehat. Pembakaran adalah agak mahal namun tidak seberapa mengganggu. Pelaksanaan penghancuran secara modern dan peringkasan merupakan cara yang paling sederhana dan paling sehat untuk metode pembuangan dengan mempergunakan saringan. Pembusukan anaerobik melalui saringan-saringan untuk pelembutan, bersama-sama dengan lumpur air limbah, telah terbukti sangat memuaskan pada pekerjaan pembenahan yang besar. 2.2. Pembuangan Pasir Pembuangan benda-benda anorganik berpasir dilaksanakan pada tahap-tahap permulaan pembenahan. Bahan-bahan berpasir, seringkali disebut detritus (pecahanpecahan), dibuang melalui sedimentasi sebagian-sebagian dalam ruangan pasir atau tangki-tangki detritus. Hanya pasir yang dibiarkan mengendap dalam tangki-tangki ini bersama dengan sesedikit mungkin zat-zat organik. Untuk memastikan hasil sangat patut mempertahankan kecepatan aliran melalui tangki pasir tetap pada kecepatan kira-kira hampir 1 kaki per detik. Kecepatan ini akan menjaga pasir itu bebas dari sejumlah benda padat organik yang dapat diterima. Pasir bersih dapat dipergunakan dalam pengerukan tanah pada pembuatan jalan dan mempersiapkan bedeng-bedeng pengeringan lumpur. 2.3. Pembuangan Minyak dan Minyak Pelumas Beberapa jenis mengandung sejumlah minyak, lemak, sabun dan minyak-minyak pelumas. Dianjurkan untuk membuang benda-benda ini sebanyak mungkin pada tahaptahap permulaan dari proses-proses pembenahan yang berbeda-beda, oleh karena bendabenda ini cenderung menghasilkan busa dalam kolam sedimentasi dan mengganggu pekerjaan saringan-saringan halus dan instalasi sarana pembenah lumpur yang digiatkan. Minyak pelumas dan minyak secara terus menerus dibuang sebagai busa pada "skimming" (penyendokan buih). Tangki-tangki "skimming" yang direncanakan dengan baik dapat memisahkan busa dari bagian-bagian yang sangat dominan seperti minyak, lemak-lemak dan minyak pelumas. Kegunaan proses "skimming" dapat ditingkatkan dengan peredaran udara, khlorinasi (pembenahan dengan khlorin), atau pengambangan, namun dalam pengaturan yang paling sederhana hanyalah sebuah tangki "skimming" yang relatif panjang dan dangkal disediakan dengan jalan-jalan masuk dan jalan-jalan keluar yang direncanakan sedemikian rupa untuk menjamin penyaluran yang seragam dan gangguan minimum dari busa (buih). Minyak pelumas limbah dapat dirubah menjadi sabun, semir lilin atau mungkin dibuang dengan cara yang sama seperti pada saringan-saringan. Pada umumnya, mutu dan kwantitas minyak-minyak pelumas dalam limbah domestik tidak akan membayar kembali biaya-biaya pendirian alat namun pembenahan sampah-sampah industri kadangkadang dapat menguntungkan. 2.4. Sedimentasi Setelah pembuangan pasir dan benda-benda padat kasar lainnya, dan "skimming" minyak-minyak pelumas, langkah berikutnya dalam pembenahan limbah ialah penghapusan sebagian-sebagian daripada sisa-sisa benda padat yang mengambang. Hal 3 e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
ini mengurangi kekuatan limbah dan membuatnya lebih mudah dirubah menuju oksidasi biologis dan adalah oleh karena itu, merupakan suatu langkah yang sangat penting dalam pembenahan limbah. Sedimentasi dapat saja dikelompokkan di bawah dua golongan : sedimentasi diam/tenang dan sedimentasi arus terus menerus. Yang pertama sekarang secara praktis sudah menjadi kuno sepanjang hal itu berkaitan dengan pembenahan limbah, meskipun cara itu mungkin saja berguna dalam pembenahan beberapa jenis sampah perdagangan. Dalam hal sedimentasi tidak ditunjang oleh pengentalan dan dimana lumpur tidak dibiarkan dalam tangki pencernaan, maka proses itu dianggap seperti sedimentasi yang sejati. Proses ini kini menjadi bertambah popular sebagai cara-cara yang berdayaguna untuk mengolah lumpur dan pencernaannya yang terpisah telah dikembangkan. Dalam tangki – tangki pengendapan yang utama, limbah yang baru diendapkan; di dalam tangkitangki tambahan atau terakhir, campuran cairan yang berasal dari sarana instalasi pembenahan lumpur yang digiatkan atu selokan-selokan saringan kecil, dijernihkan. Dalam tangki-tangki sedimentasi yang dirancang dengan baik dan dijalankan secara efisien sebanyak 80% dari pada benda-benda padat mengambang dan 35 sampai 40% dari zat-zat organik dapat dibuang. Pembuangan bakteri kira-kira berbanding sama dengan pembuangan benda-benda padat mengambang. Masa penahanan berbeda dari 45 menit sampai 2 jam. Jangka-jarak waktu-waktu ini mungkin saja lebih singkat di daerah beriklim panas disebabkan oleh efisiensi sedimentasi lebih tinggi pada suhu-area yang lebih panas. Semakin tinggi suhu, semakin cepat taraf sedimentasi disebabkan oleh sifat melekat yang menurun. Di mana pembuangan benda-benda padat merupakan kebutuhan yang lebih penting, maka jangka waktu-waktu penyimpanan dari satu sampai satu setengah jam adalah ekonomis; apabila pembuangan BOD lebih tinggi dibutuhkan, maka masa penyimpanan secara seimbang dapat saja diperluas, hingga sampai tiga jam. Masa masa penyimpanan yang ditingkatkan melampaui tiga jam memberikan sedikit perbaikan dalam kegunaan. Sebaliknya, masa penahanan yang tertalu lama dapat saja menyebabkan pembusukan. 2.5. Tangki Septik Di antara jenis-jenis khusus tangki-tangki sedimentasi dapat disebutkan tangki septik yang menurut hasilnya merupakan sebuah tangki sedimentasi dengan arus horizontal yang menggabungkan dua proses. Sedimentasi berlangsung di bagian atas tangki dan lumpur (endapan) terkumpul di bawah mengalami pembusukan anaerobik. Perubahan-perubahan benda-benda padat menjadi benda-benda cair dan gas-gas hanyalah terjadi sebagian sedangkan endapannya harus dibuang secara periodik (sewaktu-waktu), dengan meninggalkan sebagian kecil sebagai kandang pembibitan (bakteri). Selokan yang berasal dari tangki itu mengandung banyak benda-benda padat yang terurai dengan halus, berwarna gelap dan berbau dan mempunyai BOD tinggi; selokan itu berbahaya oleh karena kemungkinan ia berisi organisme (yang menimbulkan) penyakit. la tidak seharusnya dibuang ke dalam aliran air dengan tanpa pembenahan lebih lanjut atau penyaringan melalui tanah. Pada musim panas selokan itu dapat saja menjadi lebih buruk daripada air limbah yang masuk dan dapat saja mengandung lebih banyak benda yang mengambang disebabkan oleh hubungannya yang erat antara air limbah dengan busa dan endapan lumpur dan menggelantungnya bahan-bahan yang tersebut belakangan itu oleh adanya gas-gas yang berkembang biak di dalam tangki. 4 e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
Pembenahan tangki septik secara memuaskan tergantung pada fermentasi alkali dan membutuhkan persediaan endapan lumpur "pembibitan (baktri)" yang cukup. Endapan lumpur yang terkumpul dengan sendirinya dicernakan dan harus dibuang secara teratur, katakanlah setiap 6 sampai 12 bulan, sambil meninggalkan sedikit sisa untuk pembibitan. Tangki-tangki septik hanyalah bermanfaat bagi pekerjaan-pekerjaan pembenahan yang terkecil, seperti untuk daerah-daerah pedesaan, tempat tinggal perorangan atau sekelompok kecil rumah-rumah. Mereka itu mempunyai suatu keuntungan, yakni memerlukan sedikit perhatian diluar pembuangan endapan lumpur yang telah dicernakan pada waktu-waktu tertentu. 2.6 Tangki Imhoff Beberapa kelemahan dan kekurangan tangki septik dapat diatasi dengan mempergunakan tangki Imhoff, yang dikembangkan oleh Or. Karl Imhoff di Jerman.Tangki itu benar-benar merupakan sebuah tangki yang terdiri dari dua ruangan di mana sedimentasi limbah dan pencernaan endapan lumpur dilaksanakan pada ruangan yang terpisah. Oleh karena tidak terdapat hubungan erat diantara limbah dan pencernaan lumpur-lumpur, maka selokan yang dihasilkan adalah lebih baik daripada hasil selokan yang diperoleh dari tangki septik. Kedua ruangan dibangun demikian sehingga gas yang naik dan partikel-partikel lumpur yang terangkat olehnya tidak dapat lepas dari penampung lumpur ke dalam ruangan pengendap. Gas dibuang melalui saluran udara yang terpisah. Tangki Imhoff dalam beberapa cara sangat menguntungkan bagi kota-kota yang lebih kecil. Perkembangan biologis yang terjadi adalah lebih baik di dalam tangki-tangki Imhoff dari pada dalam tangki-tangki septik. Selokannya lebih segar dan lebih cocok untuk dibuang secara langsung di atas tanah atau untuk diterapkan pada saringan-saringan kecil. Lumpur biasanya dicernakan dengan baik dan dapat dengan mudah dikeringkan pada bedeng-bedeng pengering. Tangki-tangki Imhoff memerlukan pemeliharaan tiap hari untuk menjamin dayaguna yang tinggi. Lumpur harus dibuang agak sering dan pencegahan pembusaan juga perlu untuk pelaksanaan yang memuaskan. 2.7. Flokulasi Mekanis dan Pengenta/an Kimiawi Proses sedimentasi dapat dipercepat dan sejumlah baser zat-zat koloidal dan benda-benda padat yang terbagi-bagi sangat halus dapat diendapkan dengan akibat zat-zat demikian bergabung menjadi partikel-partikel yang lebih besar dan akan mengendap dengan segera. Pembentukan lapisan endapan yang membutir dan tidak dapat dicairkan menyerap zat-zat keloidal dan zat-zat lainnya yang terbagi secara halus sekali merupakan suatu cara yang lain untuk membantu sedimentasi. Pembutiran secara mekanis dapat memperbaiki dayaguna sedimentasi namun nilai ekonomis pembenahan yang demikian masih belum pasti, kecuali dalam hal dimana isi limbah itu mempunyai susunan sedemikian rupanya seperti pembutiran dari zat-zat yang sangat terurai. Dalam proses ini limbah dikocok sekuat-kuatnya oleh dayung-dayung pemutar dan sebagai hasilnya zat-zat yang terbagi-bagi sangat halus itu menggumpal menjadi gumpalan-gumpalan (agragates) yang lebih besar yang mengendap dengan lebih cepat. Karena zat-zat padat mengambang yang dibuang dengan proses ini mengandung kadar zat organik yang tinggi, pembutiran juga mengarah keterjadinya pengurangan dalam BOD dan memberi aliran yang lebih baik sebagaimana dinilai oleh ujicoba-ujicoba BOD, nilai permangan 4 jam dan nitrogen 5 e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
albuminoid. Pada umumnya, dengan bantuan pembutiran, sebuah selokan yang kira-kira 20% lebih dari pada selokan yang diperoleh dari sedimentasi biasa dapat dihasilkan tetapi dengan biaya ekstra. Pada pengentalan secara kimiawi, beberapa jenis zat kimia ditambahkan ke dalam limbah untuk membentuk lapisan endapan yang membutir yang tidak dapat dicairkan yang menyerap dan menenggelamkan beberapa dari zat-zat mengambang dan zat keloidal. Kapur, sulfat besi, sulfat yang mengandung besi, chlorida besi dan (ferric) besi adalah beberapa dari zat-zat kimia yang dipergunakan. Biasanya yang dipergunakan adalah zat kimia yang paling murah (ekonomis). Penyesuaian pH kadang-kadang perlu untuk mendapatkan tingkat pengentalan yang paling tinggi. Apabila pembutiran berlaku secara kimiawi, maka benda-benda padat limbah pada umumnya mengendap dengan cepat, lebih banyak benda mengambang dapat dibuang, dan pada gilirannya lebih banyak menghasilkan endapan lumpur dari pada dalam sedimentasi sederhana. Namun, endapan lumpur secara kimiawi dapat dicernakan secara lebih cepat. Penurunan BOD oleh pembenahan secara kimiawi dapat berada setinggi 65% apabila dibandingkan dengan penurunan 35 sampai 40% dari sedimentasi yang sederhana. Sedikit penurunan dari pada benda-benda padat larut terjadi, sedangkan pembuangan bahan-bahan keloidal tidaklah sempurna (lengkap). Jadi, metode ini berlaku sebagai pembenahan selingan antara penyelesaian yang utama dan pembenahan yang lengkap dan seringkali berguna apabila terdapat terlalu banyak beban pada saringansaringan atau unit-unit pembenahan lainnya. Pembenahan secara kimiawi dapat merupakan pertolongan besar apabila limbah kota mengandung banyak bagian-bagian yang mengandung sampah industri. Pembenahan pendahuluan terhadap sampah perdagangan sebelum bercampur dengan sampah biasa sering dianggap perlu. 3. PENGOLAHAN TAMBAHAN (KEDUA) Adalah merupakan suatu peraturan umum bahwa semua limbah dan sampahsampah industri akhirnya harus dibuang ke dalam perairan Blemish kecuali pada pembuangan di atas tanah: bahkan pada kasus yang tersebut terakhir, sebagian dari aliranaliran itu pasti mencapai drainase alamiah atau tersaring ke dalam mata air di bawah tanah. Karena itulah pembuangan menyebabkan gangguan/kesulitan, sedangkan pembenahan pada umumnya diperlukan sebelum pembuangan terakhir. Pembenahan yang diberikan pada tiap kasus harus cukup untuk disesuaikan dengan metode pembuangan terakhir. Pembenahan dan pembuangan terakhir limbah dan sampah industri sangat berhubungan erat satu dengan yang lain dan dapat, sesungguhnya, dianggap sebagai tahap-tahap yang berbeda dan suatu proses yang terpadu. Apabila pembuangan terakhir dari selokan yang bersumber pada pekerjaanpekerjaan pembenahan dilaksanakan dengan jalan mengalirkan selokan itu ke dalam sarana aliran yang relatif kecil, sebagaimana keadaan biasa, maka suatu pembenahan yang cukup lengkap diperlukan. Proses-proses seperti penyaringan, penyendokan buih (skimming), pembuangan pasir dan sedimentasi tidak dapat menjamin tingkat pembenahan wajib yang diperlukan dalam keadaan situasi demikian. Karena itulah proses-proses demikian itu disebut sebagai pembenahan-pembenahan pendahuluan. Pembenahan-pembenahan ini diikuti oleh pengolahan-pengolahan tambahan yang secara penting merupakan proses-proses biologis yang melibatkan oksidasi dan nitrifikasi. Zat6 e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
zat mineral terkandung dalam limbah, sedangkan sampah-sampah perdagangan secara biologis adalah lamban, namun perubahan bentuk zat-zat organik merupakan fungsi utama pengolahan tambahan itu. Ciri-ciri khas terpenting limbah dan sampah-sampah cair organik lainnya merupakan kepekaan tersendiri terhadap perobahan bentuk akibat aktivitas biologis. Proses pembenahan tambahan pada sampah memanfaatkan ciri-ciri khas ini untuk mencapai tujuan-tujuan yang diinginkan. Aerobik, yaitu, aktivitas biologis dalam kehadiran oksigen, oksigen larut atau oksigen bebas ataupun kedua-duanya merupakan suatu ciri terpenting dari seluruh pembenahan tambahan yang mewakili tahap yang paling penting dalam sesuatu rencana entah pemberantasan atau pengurangan pencemaran. Metode biologis yang biasa mencakup saringan pasir berselang-seling, danaudanau aerobik di tepi taut atau kolam oksidasi, irigasi air limbah yang menggabungkan pembenahan dengan pembuangan, saringan-saringan yang menetes dan proses penggiatan endapan lumpur. Ciri utama proses-proses pembenahan secara aerobik atau biologis ialah pemanfaatan oksigen atmosfir. Oleh peredaran udara Blemish atau buatan atau pemeliharaan aktivitas aerobik jasad-jasad renik. Peningkatan aktivitas ini secara Blemish atau secara buatan dan hasil penghematan ruangan yang dibutuhkan untuk peralatan khusus pembenahan, membedakan suatu proses dari proses yang lain, yang sebaliknya tergantung pada prinsip-prinsip dasar yang sama. Proses oksidasi tertua yang diperoleh ialah pembuangan diatas tanah dengan (cara) irigasi. Untuk mencapai nilai-nilai pembenahan dan pembuangan yang lebih tinggi per unit wilayah, telah dikembangkan saringan, pasir berselang-seling (bersusun-susun). Saluran-saluran penghubung dan saringan-saringan yang menetes selanjutnya mengurangi luas wilayah yang dibutuhkan dan akhirnya, proses penggiatan endapan lumpur telah mencapai konsentrasi maksimum sejauh hal itu menyangkut ruang dan luas wilayah. Dalam pembenahan-pembenahan secara aerobik biologis ini, yang lebih merupakan intensifikasi buatan dan percepatan proses-proses pemurnian Blemish, langkah-langkah yang terpenting adalah tahap oksidasi yang mewakili oksidasi zat arang menjadi karbon dioksida dan tahap nitrifikasi yang mewakili oksidasi amoniak menjadi nitrit dan nitrat, tahap yang kedua berlangsung cukup lengkap dalam saringan-saringan kecil tetapi umumnya bukan dalam instalasi endapan lumpur yang diaktifkan. 3. 1. Saringan Pasir, Berselang-seling (Bersusun-susun) Di saringan pasir berselang-seling limbah dicegat pada bedeng-bedeng yang dibuat secara khusus terdiri dari tanah yang sebagian terbesar dari pasir, setelah lapisan tanah di permukaan dibuang. Saluran-saluran demikian sering kali kurang terkuras meskipun hal ini tidak mutlak dibutuhkan. Tingkat penggunaan air limbah berbeda-beda dari 30.000 gallon sampai 100,000 gallon per acre (0.4646 ha) per hari, tetapi dapat ditingkatkan pada air limbah yang diatur secara baik. Air limbah dialirkan secara berselang-seling, sambil memberikan waktu-waktu istirahat diantara dosis yang berturutturut. Apabila terdapat tanah berpasir yang cocok, proses ini adalah yang paling efisien. Pembuangan benda pedal yang mengambang dan organik dapat mencapai setinggi 90 sampai 98%, zat yang dapat dibusukkan dioksidasi oleh aktivitas bakteri diruangan kosong di dalam tanah. Penurunan BOD biasanya melampaui 90%; penurunan bakteri adalah dalam urutan 95%. Beberapa nitrifikasi terjadi pula yang mengahasilkan air selokan yang stabil yang berkadar kekeruhan dan warna yang rendah serta tampaknya 7 e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
berkilauan dibandingkan dengan air selokan lain.Diantara beberapa keuntungan dari metode ini dapat disebutkan, kesederhanaan dalam operasi, kebutuhan-kebutuhan pokok yang lebih kecil, secara komparatif (perbandingan) bebas dari serangga dan bau dan alirannya pun mempunyai mutu yang sangat baik. Pada umumnya pembenahan pendahuluan air limbah dengan sedimentasi diperlukan sebelum penyaringan. 3.2. Saluran-Saluran Penghubung Saluran-saluran penghubung hanyalah merupakan kenangan sejarah dan pengunaannya telah diganti oleh saringan halus yang lebih berdayaguna. Saluran-saluran yang sedang dalam operasi berisi penuh untuk suatu waktu, kemudian dikosongkan dan dibiarkan diem menganggur untuk selama 3 sampai 6 jam. Sedimentasi berlangsung di ruang-ruang diantara batu-batu yang merupakan saluran-saluran itu dan beberapa dari zat-zat keloidal dibuang karena kaitan mereka dengan lapisan bakteri yang menyerupai agar-agar itu diatas batu-batu tersebut. Pada masa senggang, benda-benda padat yang tertinggal di dalam saluran-saluran tersebut mengalami oksidasi. Saluran-saluran penghubung pada umumnya tidak menghasilkan selokan-selokan yang sangat memuaskan, secara bertahap menjadi tersumbat dan mungkin sekali membutuhkan penggantian atau pembersihan dari medium (zat-zat perantara) yang berhubungan dengannya. 3.3. Saringan-saringan Menetes Saringan yang menetes pada dasarnya merupakan sebuah saluran buatan yang terbuat dari bahan-bahan kasar, atau ditempatkan dalam tangki baton, padat, disusun dengan baik, atau ditempatkan dalam tangki beton yang dangkal, di atas mana air limbah itu disemprotkan. Air limbah itu menetes ke bawah melalui saringan dalam bentuk selaput tipis di atas daerah permukaan medium penyaring yang berhubungan dengan udara. Bahan saringan haruslah terpilih dengan baik, biasanya kira-kira 11/2 "sampai 3" tetapi meningkat menjadi "4" sampai 6", untuk bagian bawah lapisan yang kira-kira satu kaki tebalnya. Dapat terdiri dari batu yang diremukkan, kerikil, kerak logam atau batu bata. Batu, granit, batu quartz dan kerak logam cocok sekali untuk keperluan ini tetapi batu kapur adalah tidak cocok. Apapun bahannya, ia harus sehat, keras dan paling baik bermukaan yang kasar, bersih dan tidak berdebu, berpasir, berlapiskan tanah list dan bahan-bahan halus lainnya. Ia tidak dapat menjadi lapuk entah karena pecah atau ambruk dan pada dasarnya harus cukup sehat dan kuat sebagaimana ditentukan oleh ujicoba kekuatan sodium sulfat yang dipercepat. Bahan-bahan tersebut haruslah diletakkan pada kedudukannya dengan hati - hati, sambil menghindarkan potongan-potongan yang terlalu kecil. Saluran pembuangan bawah (rembesan) yang cocok disediakan yang bukan saja mengalirkan aliran ketika ia mencapai bagian bawah saringan, tetapi juga membantu sirkulasi udara keseluruh alatalat (medium) saringan. Sebuah lantai beton menunjang saluran pembuangan bawah (rembesan) dan alat-alat saringan. Kedalaman alat-alat saringan berbeda-beda sangat luas, tetap biasanya adalah dari 4 sampai 6 kaki dalam praktek normal. Pada saringan-saringan yang lebih dalam, kesukaran dapat timbul karena kekurangan ventilasi dan pengumpulan di permukaan paling atas, karena kedalaman yang bertambah membutuhkan ukuranukuran permukaan yang lebih luas. Ventilasi yang dipaksakan dapat saja mengizinkan kedalaman yang lebih besar dan ukuran permukaan yang lebih luas, dengan demikian 8 e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
mengurangi luas permukaan saringan, tetapi penambahan kedalam akan menghasilkan kerugian-kerugian utama pada saringan. Air limbah disalurkan di atas permukaan saringan melalui ujung pipa penyemprot atau alat semprot berputar "reaction-jet". Alat semprot berputar merupakan alat semprot yang paling umum digunakan pada masa sekarang dan hal ini membutuhkan saluransaluran yang bundar, dengan diameter yang lebih besar tidak lebih dari 150 sampai 200 untuk saringan-saringan yang terbesar. Alat-alat pembagi yang berputar-putar itu terdiri dari pipa-pipa yang diberi lubang pada satu sisi, dari mana air limbah itu mengalir melalui pancaran horizontal. Alat-alat itu biasanya berputar dengan reaksi pancaran. Kira-kira dua sampai enam minggu setelah saluran-saluran itu beroperasi, sebuah selokan yang memuaskan mulai muncul. Jangka waktu ini dapat disebut "masa pendewasaan" saringan tersebut. Dengan suhu yang lebih tinggi, jangka waktu itu dapat lebih dipersingkat. Karena itulah, amatlah diinginkan pemasangan saringan-saringan tersebut dilaksanakan selama musin panas. Dengan jenis saringan halus yang terdahulu yang disebut "ukuran rendah" atau saringan konvensional, beban-beban untuk pembenahan secara memuaskan adalah dalam urutan dari 2 sampai 3 juta ganon setiap hari, per acre luas permukaan, dengan ukuran yang lebih tinggi; untuk iklim yang lebih panas. Dalam jenis saringan halus seperti ini, biasanya kira-kira 5 sampai 6 kaki dalamnya, air limbah dialirkan melalui saluran saringan hanya sekali dan bakteri hanya mempunyai waktu yang secara bersamaan sesuai dan terbatas untuk bereaksi atau zat-zat organik. Untuk menyediakan lebih banyak waktu, kedalaman haruslah ditambah namun hal ini mempunyai kerugian, seperti peredaran udara dan penumpukan yang tidak memadai di atas permukaan. Bahkan dengan penambahan kedalaman saluran dari tingkat efisiensi pembenahan yang memuaskan tidak dapat meningkat dengan secara mendasar. Karena itulah, saringan-saringan halus tingkat tinggi telah diperkembangkan sejajar dengan kapasitas yang lebih besar, kedua-duanya untuk ukuran maupun saluran pembuangan-bawah (rembesan). Di antara keuntungankeuntungan pembangunan ini dapat disebutkan penurunan secara mendasar luas tanah saringan yang mengakibatkan biaya disederhanakan dalam operasi, daya-tahan terhadap beban-beban yang tak terduga dan biaya operasi yang relatif murah dibandingkan dengan saringan-saringan konvensional. Suatu pengawasan atas mutu kandungan selokan dianggap mungkin. Keuntungan-keuntungan lainnya termasuk bebas mengumpul air dan suatu pengurangan bau serta gangguan alat saringan. Daya-guna sarana-saringan demikian tergantung pada pengaliran kembali ke dalam saringan air selokan yang telah dibenahi; perbandingan pengaliran kembali tergantung pada tingkat pembenahan yang diinginkan. Operasi dua-tahap bisa dipilih kembali apabila dibutuhkan pembenahan tingkat tinggi. Pada semua jenis saringan berkapasitas tinggi yang berlainan, pengaliran kembali meninggikan sedikit biaya operasi, tetapi karena besar sarana saluran saringan sangat berkutang, maka penghematan yang mendasar dalam biaya-biaya pembangunan saluran itu menghasilkan penurunan dalam keseluruhan pembiayaan. Saringan-saringan yang menetes dapat disebut "saringan-saringan biologis" disebabkan oleh sifat dan perubahan-perubahan zat yang dihasilkan olehnya, namun istilah saringan merupakan pemberian nama yang salah oleh karena pembenahan yang tercapai sebagian baser dihasilkan oleh zat-zat biologis dan, bukan oleh proses-proses fisik dari penyaringan yang memberikan saringan itu ciri yang wajar. Saringan-saringan yang menetes secara tepat dapat dianggap sebagai suatu perkembangan, atas dasar skate 9 e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
yang ditingkatkan, dari pembenahan tanah, takaran yang diberikan pada saringan beberapa kali lebih besar daripada yang dimungkinkan di atas tanah bahkan di bawah kondisi-kondisi yang terbaik. Selokan-akhir yang berasal dari sarana saringan yang menetes berisi benda-benda yang mengambang yang telah dibersihkan dari alat-alat penyaring dan membutuhkan penyelesaian yang berdaya guna. Sebenarnya dayaguna keseluruhan instalasi saringan yang menetes tergantung sebagian pada efisiensi penyelesaian akhir.Dengan perhatian cukup pada beban dan perencanaan tangki sedimentasi, sebuah selokan yang benar-benar baik dapat diperolah baik dari saringan-saringan konvensional, maupun dari saringansaringan berkwalitas tinggi, meskipun secara teoritis tidak mungkin bagi sebuah saringan yang menetes untuk membuang 100% kotoran-kotoran organik. Pada rata-rata limbah kota, suatu kombinasi dari pembenahan pendahuluan, saringan yang menetes dengan penyelesaian akhir dapat mencapai secara keseluruhan penurunan BOD yang berkisar antara 65 sampai 95%. Secara normal tingkat pembenahan yang lebih tinggi dapat dicapai dengan saringan yang konvensional yang berkwalitas rendah ; pengaliran kembali atau saringan-dua-tahap menjadi penting untuk mencapai hasil-hasil yang sama dengan apabila saringan berkwalitas tinggi digunakan. Dayaguna saringan yang menetas berbeda-beda dalam suhu dan secara mendasar menurun pada suhu di bawah 65°K. Namun, penyaringan demikian dapat, berbeda-beda sesuai dengan kebutuhan dan kondisi-kondisi yang berlainan dan untuk menghasilkan suatu selokan menengah dalam mutu di antara pembenahan utama dengan pembenahan tambahan yang hampir lengkap mencakup nitrifikasi. Pembenahan dua-tahap haruslah digunakan untuk air limbah yang kuat apabila yang diinginkan adalah selokan-selokan yang sangat baik. Dibandingkan dengan metode pengolahan alternatif seperti proses pengendapan lumpur yang dipergiat, metode pembenahan dengan saringan yang menetes mempunyai beberapa keuntungan yang penting. la menghasilkan biaya operasi yang rendah, membutuhkan sedikit pengawasan teknis, bekerja dengan baik dengan beban yang turun naik secara luas, sangat cocok untuk air limbah yang kuat yang mungkin mengandung sampah-sampah industri dan ia mampu memberikan selokan akhir dengan nitrifikasi yang tinggi bahkan apabila terdapat sampah perdagangan di dalamnya. Di antara kelemahankelemahan dapat disebut kerugian utama yang terbilang besar dan kebutuhan pemompaan untuk pengaliran kembali (resirkulasi). Secara keseluruhan, saringan yang menetes merupakan sistem pembenahan secara aerobik biologis yang paling luas digunakan. Metode ini secara tetap telah disukai sejak pemunculannya pada kira-kira 1893 dan kini diakui sebagai metode dasar bagi pembenahan tambahan. Perkembangan jenis-jenis tingkat tinggi dan dengan diperkenalkannya pengaliran kembali telah meningkatkan penyusunan metode pembenahan ini pada kebutuhan-kebutuhan dan kondisi yang berlain-lainan dan sangat meninggikan kepopulerannya. 3.4. Proses Penggiatan Pengendapan Lumpur Untuk mengatakannya secara sederhana, di dalam proses penggiatan pengendapan lumpur suatu volume udara ditiupkan atau disebarkan ke dalam air limbah untuk mengoksidasi zat-zat organik. Peredaran udara suatu bahan organik yang secara biologis dapat diturunkan derajatnya apabila diteruskan jangka waktu yang cukup panjang mengakibatkan pembentukan gumpalan benda padat dan jasad-jasad renik yang aktif. Suatu bagian tertentu dari gumpalan bahan yang aktif ini, disebut "endapan lumpur yang 10 e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
dipergiat", dikembalikan dari tangki penyelesaian akhir untuk dicampurkan dengan air limbah yang baru agar supaya kegiatan bakteri meningkat. Bakteri menyebabkan proses oksidasi, sementara paradaran udara buatan menyediakan oksigen yang dibutuhkan dan juga menghasilkan agitasi yang memadai untuk memutarkan endapan lumpur itu melalui air limbah dan mencegahnya sebelum meninggalkan tangki-tangki peranginan. Perlu dimasukkan cukup udara untuk mengatur perputaran gumpalan secara terus menerus dan mencegahnya mengendap sebelum air limbah itu mencapai tangki endapan terakhir. Hal ini membutuhkan persediaan udara yang lebih banyak daripada yang sesungguhnya diperlukan sebagai persediaan oksigen untuk oksidasi, semata-mata untuk tujuan agitasi saja. Keadaan ini membuat proses itu menjadi agak mahal. Kira - kira sebanyak 1,5 sampai 2 kaki kubik udara dibutuhkan untuk satu gallon air limbah, tergantung pada kekuatannya. Pembenahan dalam proses ini mengikuti suatu cara yang pada dasarnya sama dengan apa yang terjadi pada saringan yang menetes, langkah-langkah yang berbeda-beda berupa (a) pengentalan dan penggumpalan, (b) oksidasi zat-zat arang dan akhirnya (c) oksidasi nitrogen amoniak menjadi nitrit. Satu-satunya perbedaan yang timbul dari kenyataan bahwa nitrifikasi adalah lebih sukar dilaksanakan dengan endapan lumpur yang dipergiat dari pada dengan saringan-saringan yang menetes, terutama pada air limbah yang kuat dan berasal dari industri. Apabila dicoba, biasanya ia jauh lebih mahal. Adalah sangat penting sekali untuk memastikan hubungan yang erat (mesra) antara endapan lumpur yang dipergiat dan air limbah pada waktu peranginan. Udara dipergunakan sebagai perantara untuk menghasilkan agitasi yang dibutuhkan. Semenjak penggunaan udara adalah salah satu dari bagian-bagian terbesar pembiayaan dalam proses ini, maka proses-proses yang berlain-lainan untuk penyediaan udara telah dikembangkan dengan tujuan untuk mengurangi kebutuhan akan udara itu. "Sistem pemancaran udara" memperkenalkan saringan bertekanan udara, yang digelembungkan dengan cara mempergunakan ubin-ubin berlobang halus dengan mencampur air limbah dan endapan lumpur yang digiatkan di dalam tangki-tangki peranginan. Pada "sistem peredaran udara permukaan simplex", peredaran udara diakibatkan oleh perputaran "kerucut-kerucut" peredaran udara atau perangsang aliran yang menyebarkan air timbah melewati permukan tangki sehingga menimbulkan gangguan pada alat itu sendiri. Pada "sistem sikat Kessener", peredaran udara dan perputaran dirangsang oleh perputaran keras sikat-sikat baja anti karat yang terulur, yang dipasang sepanjang tangki pada kirakira setinggi permukaan air tetapi sebagian terendam lain air limbah di dalam tangki peredaran udara. Apabila sikat-sikat itu berputar akan menyebarkan air limbah ke udara berupa gelembung-gelembung kecil yang berhubungan dengan oksigen di udara. Metode ini tidak membutuhkan alat-alat penyembur, kompressor, ubin-ubin atau pompa dan hanya membutuhkan sedikit tenaga untuk memutarkan sikat-sikat itu. Jenis-jenis lain daripada metode peredaran udara seperti "sistem bioeration Sheffield" telah dipergunakan dengan berhasil. Sebagaimana telah dikatakan sebelumnya, sejumlah besar udara yang digunakan dalam instalasi penggiatan pengendapan lumpur tidaklah dibutuhkan untuk mengoksidasi zat-zat organik, melainkan digunakan untuk memelihara benda-benda padat di dalam air limbah supaya tetap mengambang sehingga mereka tidak akan mengendap dalam tangki peredaran udara. Untuk membuat proses itu lebih hemat, penting untuk mengurangi penggunaan udara sebagai alat agitasi semata- mata. Salah satu alat yang terkenal untuk mencapai hal ini telah dikembangkan oleh Dr. Kart Imhoff. 11 e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
Dalam metode ini suatu deretan roda-dayung berputar memelihara secara cukup agitasi untuk menjaga supaya benda padat tetap mengambang dan sebagai akibatnya hanya sejumlah sedikit udara yang tertekan, suatu bagian kecil dari satu kaki kubik air limbah per gallon, perlu ditambahkan untuk menghasilkan kebutuhan oksigen saja. Dengan instalasi penggiatan pengendapan lumpur yang dirancang dengan wajar dan dijalankan dengan hati-hati, suatu tingkat daya-guna yang tinggi dalam pembenahan dapat dihasilkan. Pembuangan dari 90 sampai 95% benda padat mengambang dan 85 sampai 95% penurunan pada BOD adalah benar-benar biasa, namun biaya operasinya adalah relatif tinggi. Sejumlah peralatan mekanis yang cukup besar dibutuhkan sedangkan karyawan pemeliharaan yang ahli mutlak dipertukan/lnstalasi tersebut agak peka terhadap beban yang tak terduga, sejumlah besar lumpur yang mengandung cairan (lembab) yang tinggi dihasilkan sedangkan nitrifikasi air limbah tidak dilaksanakan secara normal pada instalasi-instalasi ini karena alasan-alasan ekonomis. Proses itu khususnya menarik perhatian pada tempat di mana tanah sangat langka. 3.5. Kolam-Kolam Oksidasi Kolam-kolam atau danau-danau oksidasi merupakan kolam-kolam buatan yang dangkal di mana limbah dibiarkan terbuka pada permukaan yang luas. Oksigen yang berasal dari atmosfir dilarutkan diatas permukaan ini dan dipergunakan oleh bakteri aerobik selama oksidasi biologis. Kolam-kolam pun menerima oksigen melalui aktivitasaktivitas biologis dan photosynthesis. Kolam-kolam ini bersifat sangat aerobik; meskipun diadakan usaha-usaha untuk menjaga agar sistemnya tetap aerobik, namun masih ada daerah-daerah yang bersifat anaerobik. Baik limbah yang baru baik yang telah mengendap dapat dibenahi secara berhasil dalam kolam-kolam oksidasi. Apabila direncanakan dengan wajar, kolam-kolam ini hanya membutuhkan sedikit penanganan dengan demikian menghasilkan selokan-selokan yang stabil yang mengandung beberapa jenis nitrat dan memiliki BOD yang rendah. Pemenuhan (kebutuhan) BOD sebagian berasal dari aksi bakteri yang mempergunakan oksigen yang dilarutkan dari atmosfir sedangkan prosesnya ditunjang oleh ikut campurnya (intervensi) ganggang yang memperolah energinya dari sinar matahari. Pengeluaran oksigen oleh ganggang menambah oksigen atmosfir. Hancurnya zat-zat organik menjadi karbon dioksida dan amoniak, oleh perbuatan bakteri yang terjadi pada tahap-tahap permulaan dan mengakibatkan kekosongan oksigen larut, diikuti oleh tumbuhnya ganggang. Ganggang itu menghisap karbon dioksida dan melepaskan oksigen, kenaikan jumlah oksigen larut ber1angsung disebabkan oleh photosynthesis. Di kolam-kolam dangkal dengan permukaan-permukaan yang luas yang dibiarkan terbuka terhadap gerakan angin, peredaran udara permukaan memegang peranan yang berarti dengan cara membantu penyerapan oksigen dari udara ketika kolam tersebut sedang mengalami kekurangan oksigen. Demikian pula, pada malam hari ketika ganggang membutuhkan peradaran udara oksigen dapat menyediakan oksigen yang dibutuhkan dan tetap memelihara sistem aerobik. Sementara ganggang secara pasti bertanggungjawab dalam menjaga kolam oksidasi tetap aerobik, peredaran udara seluruhnya merupakan hasil daripada gabungan dari peredaran udara permukaan dan tindakan mikrobial. Seringkali, kolam-kolam oksidasi adalah cukup besar untuk bertindak sebagai tangki-tangki sedimentasi sekaligus. Benda padat yang lamban dan banyak jasad-jasad renik mengendap di dalam kolam-kolam dan tidak mengalir keluar bersama dengan air 12 e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
selokan. Pengendapan benda-benda padat yang lamban yang secara biologis tidak dapat dimetaboliskan mengurangi kapasitas kolam dan membutuhkan pengerukan untuk mengembalikan volume aslinya. Banyak yang diketahui tentang kriteria perencanaan kolam-kolam oksidasi, namun pada rencana-rencana yang luas jalan harus ditempuh untuk menuntun percobaanpercobaan skate instalasi sebelum suatu rencana yang memuaskan dapat dikembangkan. Kolam-kolam dengan BOD per acre per hari merupakan kriteria perencanaan yang umum; tingkatan saat ini yakni 20 sampai 30 Ibs per acre per hari ditingkatkan menjadi 50 Ibs dalam kondisi-kondisi yang sesuai. Beban - beban setinggi 90 Ibs BOD per acre telah dimungkinkan dalam beberapa kasus. Kedalaman dari 3 sampai 4 kaki adalah umum, meskipun kolam yang jauh lebih dalam talah digunakan dengan berhasil. Kedalaman yang agak kurang mendorong pertumbuhan tumbuhan air yang tidak diinginkan kedalaman yang lebih besar dapat mangakibatkan kondisi pembusukan pada tingkatan-tingkatan yang lebih rendah. Kolam-kolam oksidasi membutuhkan selokan-selokan yang secara biologis stabil dan hampir jenuh dengan oksigen. Penguapan sebagain cairan dan nyaringan mengurangi jumlah air selokan secara berarti. Kolam-kolam itu digunakan juga sebagai kolam-kolam perataan dan menyerap fluktuasi yang capat dalam jumlah aliran dan mutu air selokan. Dalam hal keadaan menguntungkan biaya permulaan yang rendah disertai pemeliharaan yang serba kecil membuat cara ini sangat ekonomis. Kolam-kolam demikian adalah sangat cocok bagi kota-kota kecil di mana tersedia areal-areal tanah yang luas dan cocok, meskipun ada juga contoh-contoh penggunaan cara ini oleh kota-kota yang sangat besar yang berhasil dengan baik. Kolam oksidasi pun dapat digunakan bersama-sama dengan proses - proses pembenahan secara biologis konvensional apabila yang diinginkan adalah selokan akhir yang lebih baik. Kolam-kolam oksidasi ini juga dipergunakan bersama sama dengan rencana-rencana irigasi air limbah. 3.6. Irigasi Air Limbah Pembenahan dan pembuangan air limbah di atas tanah merupakan salah satu cara yang tertua ; di sini pembuangan air limbah dapat digabungkan dengan bercocok tanam. lrigasi air limbah atau pertanian limbah berbeda dengan penggunaan saringan pasir berselang-seling atau (bersusun) dalam penggunaan air limbah dengan giat, maka metode penyiapan daerah-daerah di mana air limbah itu akan disebarkan dan menurut kenyataannya, dalam pertanian air limbah. Bercocok tanam yang berhasil merupakan pertimbangan tambahan. Lepas dari perbedaan - bedaan ini, perubahan-perubahan yang dihasilkan karena adanya penyaringan air limbah oleh proses penyaringan pasir berselang-seling atau karena perjalanannya melalui lubang-lubang tanah, sebagaimana halnya pada pertanian air limbah, adalah sama. Pada irigasi air limbah, pembenahan sampah dan pembuangan akhirnya digabungkan di dalam satu operasi. Air limbah yang mengalir di atas daerah-daerah tanah luas dengan penyaringannya melalui tanah secara bertahap mengalami oksidasi oleh bakteri tanah menjadi hasil-hasil akhir yang tidak berbahaya dalam kehadiran udara tanah. Pembenahan pendahuluan air limbah secara seksama pada umumnya tidak diadakan; pembenahan demikian terbatas pada penyaringan sederhana dan sedimentasi sebagian-sebagian. Air limbah yang masih baru (kasar) mengandung nilai penyubur yang cukup; pembenahan tambahan pada air limbah dapat mengurangi nilai ini sampai suatu tingkat 13 e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
namun tidak ditentukan. Tanah yang berpori-pori, lempung dan lempung berpasir sangat cocok untuk cara ini dan haruslah didahulukan bila saja keadaan memungkinkannya, meskipun tidak terdapat tanah-tanah pertanian normal yang seluruhnya tidak cocok untuk irigasi air limbah. Areal tanah yang dibutuhkan untuk cara pembenahan yang disertai pembuangan air limbah tergantung pada sejumlah faktor seperti sifat tanah, jenis tanaman yang ditanam, musim dan iklim. 4. PEMBUANGAN DENGAN PENGENCERAN Pembuangan air limbah dengan cara pengenceran adalah pembuangan limbah yang masih baru atau melalui selokan yang berasal dari instalasi pembenahan ke dalam batang air yang cukup luas untuk mencegah gangguannya terhadap panca indera dan untuk menghindarkan bahaya terhadap kesehatan umum. Cara ini terutama dipergunakan di mana kota-kota pedalaman terletak, ditepi-tepi sungai-sungai besar atau danau-danau atau untuk kota-kota pesisir dan yang lain - lainnya yang terletak di kuala-kuala, pasang surut, anak-anak sungai atau dekat taut terbuka. Sering benar, dibawah keadaan-keadaan yang sangat menguntungkan limbah baru dapat dihilangkan dengan cara ini dan tidak dibutuhkan sesuatu pembenahan di luar pembuangan benda-benda terapung yang merusak pemandangan. Akan tetapi sebelum memilih cara pengenceran sebagai metode pembuangan, suatu penelitian yang berhati-hati haruslah diadakan mengenai sifat - sifat khas limbah atau selokan dan sifat, banyaknya dan gerak-gerik batang air di mana air limbah atau selokan itu akan dialirkan. Penelitian demikian harus meliputi tindakan terhadap kwantitas air atau pembuangan-pembuangan yang tersedia pada musim-musim yang berbeda-beda selama tahun yang bersangkutan, khususnya selama musim panas, sedangkan analisa-analisa tentang air pengencer untuk menentukan apakah pernah terjadi pencemaran sebelumnya dan terutama sekali untuk menentukan oksigen larut yang tersedia. Suatu penelitian, hidrografis haruslah dilakukan untuk menentukan pengaturan aliran-aliran air itu. Kecepatan dan arah arus yang lazim serta akibat-akibat dari angin dan pasang surut harus diperhatikan. Lokasi tempat-tempat dangkal, pulau-pulau dan belokan-belokan air harus dipetakan. Dimana limbah dialirkan ke dalam air pasang surut, arah arus diteliti sebaik-baiknya, bukan saja untuk menemukan titik pembuangan tetapi untuk menjaga agar tidak terdapat kemungkinan bahwa limbah itu akan disapu kembali bersama dengan aliran pasang surut. Satu-satunya kondisi yang amat diperlukan mengenai pembuangan yang memuaskan dengan cara pengenceran ialah kemungkinan tidak akan gagalnya penyebaran yang sempurna limbah itu diperairan penampung. Arus-arus yang cepat merupakan bantuan yang besar untuk menjamin penyebaran itu sebagaimana juga terjadi dalam pencegahan sedimentasi dan dalam memungkinkan pengangkutan yang cepat (dari) air yang bercampur limbah ke tempat yang jauh dari tempat pemukiman, sebelum pembusukan mulai berkembang. Pembuangan ke dalam perairan–perairan pasang surut nampaknya mungkin menarik pada pandangan pertama, namun anggapan dulu bahwa zat-zat pencemar itu terbawa arus ke laut bersama dengan air suru dan tidak akan kembali dengan arus pasang yang berikut tidak ditunjang oleh fakta–fakta dan bertentangan dengan pengalaman yang sebenarnya dalam banyak situasi. Lagipula, pencapuran yang menyeluruh air dan limbah yang sangat penting itu jarang sekali terjadi dengan sempurna, disebabkan karena sifat–
14 e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
sifat aneh surutnya air laut dan arus aliran–aliran, pasang surut serta perbedaan kepadatan–kepadatan dari suhu–suhu air tawar dengan air laut. Seiring benar, tercipta suatu daerah perairan yang tercemar atau kehabisan oksigen yang merupakan suatu kesulitan dan mengganggu tata kehidupan ikan. Ikan dapat bertahan sedikit terhadap pencemaran apabila terdapat cukup oksigen larut namunakan terbunuh oleh zat–zat yang sama apabila terjadi kekurangan oksigen . Limbah baru, apabila dialirkan ke dalam air untuk dibuang cara pengenceran, haruslah sesegar mungkin dan lebih disukai apabila bebas dari benda mengembang dan benda–benda padat yang cepat mengalami sedimentasi. Namun pembenahan pendahuluan, seringkali diperlukan untuk membuang benda–benda padat yang mengganggu, meskipun tingkat pembenahan tersebut tergantung pada tingkat pengeceran dan penyebaran yang akan diperoleh. Apabila aliran airnya memadai, hanya pembenahan tersebut tergantung pada tingkat pengeceran dan penyebaran yang akan di perolehnya. Apabila aliran airnya memadai, hanya pembenahan yang paling mendasar yang mungkin diperlukan. Di lain pihak, apabila pengeceran tidak mencukupi sedangkan kondisi– kondisi lainnya tidak menguntungkan, sutau tingkat pembenahan tergantung pada kondisi –kondisi lainnya tidak menguntungkan, suatu tingkat pembenahan tergantung pada kondisi – kondisi lainnya tidak menguntungkan, suatu tingkat pembenahan tergantung pada kondisi–kondisi setempat diperlukan. Apabila benda–benda yang mengambangkan tidak dibuang secara lengkap sedimensi dapat terjadi apabila kecepatan turun di bawah satu kaki per detik. Standar (ukuran) umum selokan untuk limbah yang dialirkan ke dalam aliranaliran air untuk pembuangan akhir dengan cara pengenceran adalah : (a) BOD selama 5 hari pads suhu 20°C tidak boleh melebihi 20 mg/l; dan (b) Kandungan zat mengambangnya tidak boleh lebih daripada 38 mg/l. Pembenahan sampai pada tingkat ini pada umumnya disebut sebagai pembenahan tambahan. Standar-standar ini hanya diterapkan apabila pengenceran adalah sekurangkurangnya delapan kali lipat sedangkan BOD air penampung setelah pembuangan pada selokan limbah tidak lebih dari 4 mg/l. Batas angka BOD standar ini; di sini ia dianggap bahwa perairan-perairan penampung pada umumnya telah dicemari sampai sebesar 2 mgll BOD, bahkan sebelum dialirkannya aliran-aliran limbah ke dalamnya. Apabila arus air melampaui 150 kali volume selokan limbah namun kurang dari 300 kali, maka standar BOD dapat jatuh sama sekali sedangkan standar zat yang mengambang dapat menurun menjadi 60 mg/l. Dengan pengenceran yang berkisar antara 300 dan 500 kali isi selokan, maka standar zat padat mengambang selanjutnya menurun hingga 100 mg/l. Tidak terdapat standar-standar khusus yang dianggap penting apabila pengenceran melampaui 500 kali isi selokan. Malahan dalm keadaan demikian pembuangan pasir, tinja, kertas dan lain-lain zat mengambang dianggap sangat diinginkan. Standar-standar pelengkap akhir-akhir ini telah dianjurkan untuk selokan limbah yang dialirkan ke dalam aliran-aliran air bahkan apabila mereka hanya dipergunakan untuk keperluan yang terbatas seperti perikanan tak resmi, navigasi dan penarikan kembali air untuk kebutuhan-kebutuhan industri apalagi untuk kebutuhan-kebutuhan untuk mandi dan air minum. Standar-standar demikian menyatakan bahwa selokan itu
15 e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
harus lulus ujicoba stabilitas "methylene biru" dan juga mengandung tidak kurang dari ppm nitrat yang dinyatakan sebagai N. Dalam hal selokan-selokan mengandung sampah perdagangan dan terjadi sedikit sekali pengenceran oleh air bersih, maka stabilitas sesuatu selokan yang mengalir ke dalam aliran-aliran air demikian adalah sama pentingnya dengan ujicoba BOD ataupun ujicoba terhadap zat padat mengambang. Perlunya mengikutsertakan ujicoba stabilitas sekarang pada umumnya diakui dan sudah ditinjau bahwa selokan-selokan yang berasal dari instalasi endapan lumpur yang digiatkan, bahkan bila sesuai dengan standar-standar BOD dan zat-zat padat mengambang, dapat saja gagal untuk memenuhi ujicoba stabilitas. Kemampuan suatu sungai untuk mempertahankan kondisi aerobik sangat tergantung pada kestabilan selokan yang dibuang ke dalam perairannya; pada saat yang sama kehadiran nitrat memperlambat penurunan potensi redoks pada tingkat dimana sulfide hidrogen dihasilkan. Kadar nitrat yang tinggi terlihat dalam banyak selokan saringan menetes; dipihak lain, instalasi pengendapan lumpur yang digiatkan yang dijalankan sebagaimana biasa membutuhkan selokan-selokan yang meskipun aliran yang dibersihkan dengan baik untuk memenuhi stendar BOD dan stendar benda padat mengambang, dengan demikian dapat pula mengandung kira-kira 10 mg/l atau lebih nitrogen amoniak dan sedikit atau sama sekali tidak nitrat. Amoniak, meskipun dalam jumlah kecil beracun untuk ikan; begitupula oksidasi amoniak menjadi nitrat terjadi atas kerugian oksigen yang larut ke dalam arus air. Selokan yang tidak dinitrifikasi yang mengalir ke dalam arus kecil yang mempunyai kadar pengenceran rendah, oleh karena itu secara khusus tidak diinginkan. Aliran-aliran yang berasal dari instalasi pengendapan lumpur yang tidak mengandung nitrit dan sedikit oksigen larut dan malahan cocok dengan ujicoba-ujicoba BOD dan zat padat mengambang, cenderung mengeluarkan bau busuk dalam arus air kecil terutama pada iklim yang lebih panas. Sejauh ini kita telah berurusan dengan aliran air yang mungkin dapat dipergunakan secara terbatas seperti untuk perikanan, pelayaran dan penarikan air untuk kebutuhan industri. Penggunaan aliran dan sungai secara luas biasanya dilakukan dibanyak negara, terutama dinegara-negara yang kurang berkembang dan tropis. Pemandian, rekreasi dan pengairan untuk ternak merupakan penggunaan yang paling umum hampir dimana-mana, namun yang lebih penting lagi ialah bahwa di Timur, kebanyakan masyarakat yang bermukim di pematang sungai tergantung pada sungai itu untuk mendapatkan air untuk diminum. Harus ditekankan disini bahwa selokan air limbah yang sesuai dengan slander umum masih tetap belum murni ditinjau dari sudut bakteriologi dan mengandung sejumlah besar bakteri yang berasal dari dalam perut serta beberapa organisme penyebab penyakit. Air sungai yang menampung aliran air meskipun yang telah dibenahi dengan baik, dengan demikian, tidak aman sebagai sumber air minum manusia kecuali apabila air itu telah mengalami sterilisasi (pensuci-hamaan). Bahkan untuk mandi sekalipun sementara penerapan persyaratan (standar-standar) kolam renang secara ketat tidak dapat dilaksanakan dikebanyakan negara, tentulah sangat diharapkan bahwa air pemandian yang berasal dari aliran-aliran air alamiah, sungai, danau dan muara sungai harus mempunyai mutu slander yang aman dari bakteri dalam kaitannya dengan "coli-aerogenes" dan khususnya kepadatan bakteri streptokokus. Dengan demikian terlihatlah bahwa banyak hal organisme penyebab penyakit haruslah
16 e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
dicegah untuk tidak memasuki air penampung untuk menghindarkan penyebaran penyakit. 5. PENUTUP Dari pertimbangan-petimbangan diatas ini dengan mudah dapat dilihat bagaimana terbatasnya penggunaan metode pengenceran itu, sekurang-kurangnya sepanjang hal tersebut ada kaitannya dengan kota-kota dan kota-kota besar di pedalaman. Secara hampir tidak berbeda di sungai-sungai India dan sering pula di sungai-sungai negaranegara tropis lainnya, adalah sukar untuk menemukan, kecuali menjelang muara mereka, kebutuhan minimum akan delapan kali lipat pengenceran yang dibutuhkan untuk pembuangan secara memuaskan aliran-aliran yang menampung pembenahan tambahan yanng memuaskan stender BOD 20 mg/l dan standar zat padat mengambang 30 mg/l. Secara umum dikatakan, pengenceran yang lebih tinggi yang dibutuhkan untuk membuang limbah yang belum dibenahi jarang sekali dapat diperoleh. Meninjau penyebaran umum keseluruhan penduduk India ter1ihatlah bahwa lebih dari 80% kota-kota dan kota-kota besar India tidak terletak di sepanjang pantai. Malah dalam hal kota-kota tersebut dibangun di tepi sungai, sungai-sungai itu pada musim penghujan yang wajar hanyalah mempunyai aliran yang terlalu kecil untuk memungkinkan pengenceran yang dibutuhkan. Lagipula, kapasitas arus demikian itu untuk mengalirkan zat padat yang mengambang terutama sekali sangat rendah pada masa cuaca yang baik dengan sedikit pelepasan. Pada masa itu zat padat yang terkandung dalam limbah mengendap, khususnya di daerah dengan kecepatan aliran rendah dan menyebabkan penumpukan endapan; pembusukannya menyebabkan sejumlah gangguan dan merupakan bahaya yang serius kepada kesehatan umum. Sebuah kota yang berukuran sedang dengan penduduk 100.000 dan persediaan air yang dilindungi pada ukuran 40 gallon per capita per hari, diperkirakan akan membuang kira-kikra 3 juta gallon limbah ke sungai yanng berdekatan, apabila pembuangan limbah dengan pengenceran yang dipikirkan. Menurut standar yang dikutip di atas akan membutuhkan aliran pada cuaca terang dalam arus yang sedikitnya 3,000 kubik kaki per detik, apabila limbah mentah akan dialirkan ke dalam arus dan pengenceran diandalkan untuk pembuangannya yang aman. Sedikit sungai, terkecuali sungai Gangga, sungai Godavari, dan sungai Krishna, dapat membanggakan aliran musim kemarau dengan ukuran di atas dan itupun hanya dimuara-muara mereka di mana batas pasang hampir dicapai.Sepanjang aliran panjang mereka melalui daerah pedalaman, aliran musim kemarau sungai-sungai terbesarpun sebagaimana disebutkan di atas, jauh lebih kecil daripada yang dibutuhkan untuk pengenceran dari tingkatkan yang diperinci di atas. Bahkan apabila pengenceran yangn jauh lebih kecil dianggap cukup untuk pembuangan limbah yang diolah sampai standar 20 mg/l BOD: 30 mg/l zat padat mengambang, aliran musim kemarau yang dijamin minimum delapan kali isi selokan jarang sekali tersedia. Lagipula, aliran sekecil itu hanya akan cukup apabila kita siap untuk tidak menghiraukan sentimen keagamaan masyarakat yang berdekatan dan apabila dengan tidak berperasaan mengabaikan manfaat yang mereka cenderung pergunakan terhadap air campuran selokan itu. Bahkan apabila kita berbuat demikian pengenceran yang lebih tinggi sangat dibutuhkan untuk menjaga agar arus air tetap bersih. Dalam keadaan demikian apabila berurusan dengan selokan limbah yang mengandung sejumlah
17 e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
sampah perdagangan, biasanya diperlukan untuk memastikan suatu cairan dari kira-kira 20 volume atau lebih, tergantung pada kebutuhan oksigen selokan-selokan itu. Demikianlah, dalam banyak keadaan, limbah dan selokan harus dialihkan dan arus aliran demikian untuk mencegah pemasukan mereka yang langsung kedalamnya. Kondisi sedemikian itu menghasilkan metode–metode yang berlainan tentang pembungan sampah air di atas tanah.
DAFTAR
PUSTAKA
Mahida U.N Water Pollution and Disposal of wastewater on Land Tata McGraw- Hill, New Delhi, 1984. Sundtroms, Donald Wand Klei, Herbert, E Wastewater Treatment Prentice Hall Inc, USA, 1979.
18 e-USU Repository ©2004 Universitas Sumatera Utara
