Pengolahan Air Limbah Industri

1.             Proses Pengolahan Air Limbah Industri dengan Teknologi Ozon

Persoalan mengenai limbah cair industri ini memang sangat mengkhawatirkan. Namun, tak perlu terus-menerus khawatir mengenai hal ini karena baru-baru ini Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), telah berhasil menciptakan sebuah alat pengolah limbah cair yang memanfaatkan cara oksidasi dengan menggunakan gas ozon yang dikombinasikan dengan sinar ultraviolet. Teknologi ini kemudian dikenal dengan nama “Advanced Oxidation Process (AOP)”.

Teknologi yang berdasar pada kombinasi ozon dan ultraviolet ini memiliki kelebihan, seperti area instalasi pengolahan yang tidak membutuhkan tempat yang luas, proses pengolahan yang relative cepat, tidak adanya pemakaian bahan kimia, tingginya nilai efektivitas dan efisiensi dalam proses penguraian berbagai senyawa organik dan sedikitnya limbah lumpur (sludge) yang dihasilkan. Secara garis besar alat ini terbagi dalam tiga subsistem, yaitu sistem oksidasi, sistem koagulasi-sedimentasi, dan sistem filtrasi.

Pada sistem oksidasi penghasil ozon (ozon generator) dipertemukan dengan sinar ultraviolet di dalam sebuah tangki kontak. Sistem ini dibangun untuk mengoksidasi semua kandungan senyawa organik, warna, dan bau yang terkandung dalam limbah cair. Setelah itu limbah dimasukkan dalam proses koagulasi dan sedimentasi. Pada proses ini kandungan senyawa organik dan anorganik yang tidak terproses pada tahap oksidasi diproses ulang pada tahap ini. Tangki ini juga dilengkapi dengan sebuah tabung kecil pemasok koagulan, atau bahan pembersih air seperti tawas.

Kemudian setelah melewati tahapan koagulasi/sedimentasi aliran air memasuki tahapan filterisasi. Di mana aliran air masuk ke saringan tangki filter. Hal ini dimaksudkan untuk menyaring polutan mikro seperti logam berat dan senyawa organik lain yang terbentuk selama proses oksidasi atau yang tidak sempat terproses dalam tangki oksidasi. Pada tahapan ini juga terjadi proses adsorpsi, yaitu proses penyerapan zat-zat tertentu oleh permukaan karbon aktif. Apabila permukaan karbon aktif sudah jenuh, atau tidak mampu lagi menyerap maka poses penyerapan akan berhenti dengan sendirinya. Pada saat ini karbon aktif harus diganti dengan karbon aktif baru atau di daur ulang dengan cara dicuci.

Pemanfaatan ozon untuk pengolahan limbah industri ini, ternyata ke depannya bisa dikembangkan sebagai salah satu alternatif penyedia air bersih. Karena ternyata air limbah keluaran dari sistem pengolahan ozon ini dinyatakan bebas dari bakteri E-coli. Hal ini terbukti dengan mulai digunakannya sistem pengolahan ozonasi sebagai salah satu cara yang digunakan beberapa produk penyedia air bersih komersial, seperti yang diterapkan di negeri sakura Jepang.

2.             Penerapan Teknologi Ozon dalam Pengolahan Air

Jepang adalah salah satu negara yang telah mengembangkan Teknologi Pengolahan Air Sistem Maju (Advanced System) yang mengombinasikan sistem ozonasi dan penyerapan dengan karbon aktif. Ozon dibuat dari udara yang diperkaya dengan oksigen. Konsentrasi ozon yang dihasilkan dari udara berkisar antara 1,5-2,5% (berat/berat). Jika diproses dari bahan dasar oksigen murni dengan menggunakan generator yang sama, konsentrasi ozon dapat mencapai 3-5%.

Ozonasi sendiri merupakan proses pengolahan air yang relatif baru di Jepang. Proses ini diteliti hampir 100 tahun. Meskipun demikian, sistem ozonasi memberikan resiko bahaya yang relatif lebih kecil dibanding dengan sistem chlorinasi, karena sistemnya dapat segera dihentikan bila ozon bocor. Secara umum tahapan proses keseluruhan pada pengolahan air sistem maju adalah sebagai berikut : koagulasi s/d filtrasi ozonasi Karbon Aktif Granular (GAC) Chlorinasi.

Di Jepang telah dibangun Fasilitas Pemurnian Air (FPA) Kanamichi yang terletak di kota Tokyo untuk mempraktekkan teknologi pengolahan air dengan sistem ozonasi ini. Fasilitas pengolahan air Kanamichi dibangun di antara fasilitas sedimentasi (pengendapan) dan filtrasi (penyaringan) dan memiliki kapasitas pemurnian 0,52 juta meter kubik per hari. Fasilitas pemurnian air tersebut terdiri dari 10 tangki kontak ozon yang bertipe aliran atas bawah dengan ruangan bersekat tiga. Kedalaman air yang efektif yaitu 6 meter, dengan waktu kontak ± 12 menit dan kecepatan umpan ozon maksimum 3 mg ozon/liter. Masing-masing tangki pengontak mempunyai ruang penahan yang mempunyai waktu retensi ± 6 menit. Sedangkan fasilitas adsorpsi karbon aktif terdiri dari 24 tangki dan masing-masing mempunyai luas permukaan 100 m².

Proses pengolahan air tentu sangat bergantung dengan kualitas sumber air bakunya. Air buangan domestik mengandung pencemar oganik seperti N-amonia dan surfaktan anionik (deterjen sintesis). Untuk mencapai penyisihan bau apek (musty odor) yang lebih stabil dan efektif pemerintah daerah Tokyo memutuskan untuk memperkenalkan pengolahan air sistem maju, yaitu kombinasi pengolahan secara ozonasi dan penyerapan menggunakan karbon yang diaktivasi secara biologis (Biological Activated Carbon= BAC). Selain itu proses ini mampu menyisikan surfaktan anionik, zat organik dan anorganik yang bersifat toxic (racun) sebesar 80 %. Tahapan proses secara keseluruhan adalah sebagai berikut: Koagulasi – Flokulasi – Sedimentasi – Ozonasi - Proses BAC – Chlorinasi – Filtasi – Chlorinasi – Reservoir (tempat penampungan air bersih).

3.             Hal-hal yang Harus Diperhatikan

Penggunaan ozon dalam proses pengolahan air memang dirasa cukup menguntungkan. Namun, di sisi lain ozon merupakan gas beracun yang berbahaya. Oleh karena itu, kita harus memahami tata cara dalam penggunaan atau pemakaian serta yang tak kalah pentingnya adalah cara penyimpanan ozon yang benar. Hal ini dilakukan untuk mencegah terjadinya hal-hal yang tidak diinginkan.

Berdasarkan pengamatan lembaga NIOSH (1987), ozon dalam konsentasi sekitar 24,5 - 36 ppm dapat meracuni berbagai macam binatang, seperti kucing, kelinci, dan marmut. Ozon di udara dalam konsentasi sekitar 1 ppm (satu bagian dalam satu juta) dapat mengakibatkan orang sulit bernafas. Dilaporkan juga bahwa ozon dapat meracuni manusia bahkan bisa sampai membawa pada kematian apabila kita menghirup ozon dengan konsentasi 50 ppm selama kurang lebih 1 jam. Perlu kita ketahui bahwa, pada konsentasi sekitar 0,02 ppm keberadaan ozon dalam udara sudah dapat kita rasakan dari baunya.

Akibat lain adalah ozon yang terjadi secara alamiah dalam smog. Selain dapat mengganggu pernafasan kita, ozon dalam smog akan bereaksi juga dengan berbagai gas hydrocarbon yang dihasilkan dari asap kendaraan bermotor dan asap pabrik. Reaksi dari ozon dengan gas hydrocarbon ini dilanjutkan dengan terbentuknya asam nitrat dan asam sulfat yang selanjutnya dapat menimbulkan hujan asam, yang selain membahayakan manusia juga dapat merusak berbagai ekosistem air.

Di berbagai negara maju, seperti Jerman, Jepang, Amerika Seriakat, dan Swiss batas kadar konsentasi penggunaan ozon gas dalam berbagai kegiatan industri adalah 0,1 ppm (ILO, 1997). Sedangkan kadar ozon dalam air hingga 0,05 ppm tidak membahayakan tubuh manusia (Asbury, 1980).

Ozon, aktif spesies yang mempunyai sifat radikal ini, memerlukan perhatian khusus juga dalam penyimpanannya. Kadar 100 persen ozon pada suhu kamar mudah sekali meledak. Ozon akan aman disimpan pada suhu di bawah -183⁰C dengan kadar ozon dalam campuran ozon dan oksigen di bawah 30 persen. Sekarang ozon kebanyakan disimpan dalam bentuk ozonized water atau ozonized ice.