Dokumen tersebut membahas tentang karakteristik air limbah, termasuk jenis-jenis air limbah, parameter kualitas air limbah, komposisi limbah domestik, dan komponen analisis air limbah secara fisik, kimia, dan biologis."
4. Golongan Kegunaan kriteria Kualitas
A Air minum yang dapat
diminum
Jumlah mikrobiologi ,
warna, pH, oksigen,
bahan beracun, rasa,
warna, dan suhu
B Mandi, perikanan, air
minum, dll
Sama dengan air gol A
tapi kualitas lebih
rendah
C Industri, perikanan,
pertanian
Oksigen, ph,
temperature,
kandungan solid
D Air pendingin pH, material yang
terkandung, padatan
yang terkandung
Table Kualitas Air
5. Parameter Konsentrasi (mg/L) % Removal
Range Umum Primary Secondary
Fisik
Padatan
Total
300-1200 700
Settleable 50-200 100 90
Suspended,
total
100-400 220 50-90
Suspended,
volatile
70-300 150 60-90
Dissolved,
total
250-850 500 5
Dissolved,
volatile
100-300 150 30
TABEL 1.5 : Komposisi limbah domestik :
6. Parameter Konsentrasi (mg/L) % Removal
Range Umum Primary Secondary
Kimia
Karbon
Organik
BOD5 100-400 250 10-30 >90
COD 200-1000 500 10-30 70-80
TOD 200-1100 500 10-30 70-80
TOC 100-400 250 10-30 60-80
7. Parameter Konsentrasi (mg/L) % Removal
Range Umum Primary Secondary
Kimia
Nitrogen
Total (sebagai
N)
15-90 40 35
Organik 5-40 25 40 50-80
Ammonia 10-50 25 0-20
Nitrit dihasilkan
Nitrat dihasilkan
8. Parameter Konsentrasi (mg/L) % Removal
Range Umum Primary Secondary
Kimia
Fosfor
Total
(sebagai P)
5-20 12 0-15 20-40
Organik 1-5 2
anorganik 5-15 10
pH 7-7,5 7
Kalsium 30-50 40
Chloride 30-85 50
Sulfat 20-60 15
9. Komponen Air Limbah dan
Analisanya
Karakteristik Fisik
Karakteristik Kimia
Karakteristik Biologis
11. Karakteristik Fisik
Sifat – sifat atau karakteristik suatu
zat (air) yang berkaitan dengan
wujudnya
misalnya : warna, bau, rasa,
kejernihan, dll
a. Kejernihan
b. Warna
c. Temperatur
d. Bau tidak berasa dan berbau saat
diminum
12. Contoh: Kekeruhan
Partikel 10 mikron dapat
dihilangkan dengan
penyaringan dan pengendapan
Partikel 1 mikron memerlukan
sistem pemisahan yang lebih
tinggi, seperti dengan membran,
saringan mikro dan lainnya
15. TREATMENT PROCESS
Ukuran partikel, mm
Org. & anorg.
terlarut
Suspensi koloid
Filtrasi/microstraining
Sedimentasi/flotasi
Padatan tersuspensi dan
padatan mengambang
Koagulasi kimiawi
Screening
Biological oxidation
1.E-04 1.E-031.E-05 1.E+011.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+051.E+02 1.E+03 1.E+04
Presipitasi
Transfer gas
Ion exchange
Reverse
osmosis
Elektrodialisis
Adsopsi
16. Pengklasifikasian & Tingkatan
padatan dalam Air Limbah
Total solids
(700 ppm)
Total
suspended
solids
Total
dissolved
solids
Non
settleable
Settleable
100 ppm
100 ppm
25 ppm
75 ppm
25 ppm
150 ppm
350 ppm
Volatile
Volatile
Volatile
fixed
fixed
fixed
17. Settleable Solid
Solid yang mengendap dalam
kondisi tenang dalam jangka waktu
1jam di bawah pengaruh gravitasi.
Umumnya diukur dengan ImHoff cone
dan data dinyatakan dalam volume
19. SUSPENDED SOLID
Bahan padat yg tersuspensi
Ditentukan dengan cara :
Suspended Solid
Menyaring dengan fiber
pad
0,45 micron membrane
dan mengukur dry
weight dari material
yang terkumpul (mg/l)
20.
21. Solid
Total padatan tersuspensi yang mengarah
kepada konsentrasi biomass tersuspensi dan
inert dalam reaktor disebut MLSS (mixed liquor
suspended solids)
Filtrat mengandung TDS yang terdiri dari ion-ion
kecil, makromolekul dan koloid yang sangat
kecil.
TDS didapatkan dengan mengevaporasi filtrat
hingga kering dan dinyatakan dengan mg/ℓ.
22. Solid
MLVSS (mixed liquor volatile suspended solids)
merupakan bagian material pada MLSS yang
berisi material organik mikroba, baik yang hidup /
yang mati setelah proses evaporasi pada suhu
600 °C.
23. Solid
Temperatur dan pH air limbah sangat penting karena
mempengaruhi kehidupan akuatik dan biologi pada
badan air.
Mikroba tumbuh baik pada pH netral dan 4,6 – 7,0
Setiap mikroba mempunyai kisaran suhu dan suhu
optimum tertentu untuk pertumbuhannya.
a. Psikrofil, yaitu mikroba yang mempunyai kisaran
suhu pertumbuhan pada suhu 0-20o C.
b. Mesofil, yaitu mikroba yang mempunyai kisaran
suhu pertumbuhan 20- 45o C.
c. Termofil, yaitu mikroba yang suhu
pertumbuhannya diatas 45 o C.
25. 1. Bahan Organik
Bahan yang dapat terbiodegradasi pada air
limbah protein, karbohidrat, dan lipid
Reaksi Biodegradasi :
Bahan Organik + O2
bakteri CO2 + Produk limbah
+ NH3 + Energi + bakteri Baru
26. Biological Oxygen Demand
(BOD)
digunakan sebagai pengukuran bahan
organik secara tidak langsung (indikator)
Merupakan oksigen yang dibutuhkan
mikroorganisme untuk mendegradasi bahan
buangan di dalam air.
Cara menentukan BOD
Sample air limbah dimasukkan bakteri dan
nutrien kemudian di inkubasi pada suhu 200C
selama 5 hari. Setelah inkubasi perubahan
oksigen terlarut dalam sample diukur dalam
mg O2 perliter air limbah
28. Berdasarkan persamaan:
Maka,jumlah oksigen yang terpakai :
BODt = BODL (1 – e-kt)
= BODL (1 – 10-Kt)
dimana : K =
BODL - BODt
BODL
= e-kt
k
2.303
29. Laju reaksi konstan dikendalikan oleh
temperatur dan diekspresikan sebagai :
kT = k20°C . θ(T-20°C)
(1-4)
dimana θ = 1.047 – 1.135.
θ yang biasanya digunakan adalah 1.056
untuk suhu 20 – 30 °C.
30. COD
Merupakan O2 yang dibutuhkan untuk
reaksi oksidasi bahan buangan dalam air.
COD biasanya > BOD, karena banyak
senyawa yang lebih mudah dioksidasi
secara kimia daripada dioksidasi secara
biologi.
Bahan organik + Cr2O7
2- → CO2 +H2O + Cr2O4
2-
Δ
31. Example 1-1
10 ml limbah ditempatkan pada botol 300 ml dan botolnya
terisi oleh larutan bibit bakteri dan nutrien. Sebuah botol 300
ml yg berisi hanya dilution water diuji secara paralel dengan
botol sampel. Kedua botol tersebut diinkubasi selama 5 hari
pada 20o C. oksigen terlarut yang terbaca adalah sebagai
berikut :
Konsentrasi awal dissolved oxygen pada sampel limbah, DOd
0
= 2 mg/liter
Konsentrasi akhir dissolved oxygen pada dilution water , DOd
f
= 8 mg/liter
Konsentrasi akhir dissolved oxygen pada botol sampel, DOb
f =
3,4 mg/liter
32. Example 1-1
a. Tentukan BOD5 dari sampel limbah tsb!
b. Jika COD = 1,5 BOD5 pada sampel ini, berapa mg K2Cr2O7
yang dikonsumsi saat melakukan analisa COD pada 10 ml
limbah?
Jawaban :
a. Membuat oxygen balance pada botol sampel dan dilution BOD
bottle. Dapat ditemukan bahwasanya mg/liter oksigen yang
dikonsumsi selama lima hari adalah :
BOD5 = DOd
0 – DOd
f + (vol. Botol/ vol. Sampel) x (DOd
f – DOb
f)
= 2 – 8 + (300/10) x (8-3,4)
= 168 mg/liter
34. TOD &TOC
Total Organic Carbon
Jumlah yang terikat dalam suatu
senyawa organik dan sering
digunakan sebagai indikator tidak
spesifik dari kualitas air atau
kebersihan pabrik farmasi.
Total Oxygen Demand
Total oksigen yang dibutuhkan untuk
mengkonversi (menguraikan) karbon,
nitrogen dan mineral lain.
35. Example 1-2
Tentukan TOD dan TOC pada larutan berisi 2
gr/liter glukosa.
Jawaban :
Untuk zat yang mudah teroksidasi seperti
glukosa, TOC dan TOD bisa dihitung
berdasarkan stoikiometrireaksi oksidasi.
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O
(180,1) (32) (44) (18)
37. 2. Nitrogen
Menyebabkan suburnya alga dan
tumbuhan air lain yg tidak diinginkan
diukur dengan metode kjeldahl
Cara : pertama digestion step untuk
mengubah nitrogen menjadi amonia dan
menganalisa amonia dengan titrasi.
38. 3. Posfor
fosfor masuk kedalam air limbah
melalui kotoran manusia, biasanya
melalui urin
4. Gas
oksigen adalah yang
terpenting(proses respirasi dari
microorganisme)
* sedikit O2 menyebabkan bau yg berbahaya
karena carbon berubah menjadi metan, sulfur
berubah menjadi hidrogen sulfide
39. Karakter Biologis
1.Pentingnya Mikroorganisme
2.Daur Populasi
3.Indikator Bakteri dan
Analisanya“ Secara umum organisme merupakan
sludge biologis atau Mixed Liquor
Suspended Solid (MLSS). MLSS
mengandung material inert dan kultur
biologi. MLSS bersifat volatile”
40. Mikroorganisme
BAKTERI
ciri-ciri bakteri yang membedakannnya dengan
mahluk hidup lain:
1. Organisme multiselluler
2. Prokariot (tidak memiliki membran inti sel )
3. Umumnya tidak memiliki klorofil
4. Ukuran tubuh bervariasi antara 0,12 s/d ratusan
mikron.
5. Bentuk tubuh yang beraneka ragam
41. Bakteri
Pada activated sludge reaktor, bakteri
memetabolisme impurities di dalam air
limbah dan akan membentuk floc,
yang akan membantu proses
sedimentasi dan akhirnya dapat
dibuang dari air yang telah di
treatment.
42. Bakteri
Bakteri mampu mendegradasi senyawa yang
terdapat di dalam hidrokarbon minyak bumi
Ex: Isolat bakteri Pseudomonas fluorescence,
Bacillus subitilis, dan kultur campuran
(Pseudornonas
fluorescence T Bacillus subtilis)
43. FUNGI
• Nonphotosintetik (tidak punya klorofil)
• Ukuran : 5 – 10 mikron
• Sel tunggal dan multiselular.
• Bereproduksi dengan pembentukan
spora.
• Contoh : Yeast
45. ALGAE
◦ Mampu berfotosintesis dan menghasilkan
oksigen.
◦ Diklasifikasikan berdasarkan warna pigmen.
◦ Autotrof
◦ Tidak memiliki organ dengan perbedaan
fungsi yang nyata
47. PROTOZOA
Ciri umum protozoa:
1. Organisme uniseluler
2. Eukariotik (memiliki membran nukleus)
3. Hidup soliter atau berkoloni (kelompok)
4. Umumnya tidak dapat membuat
makanan sendiri (heterotrof)
5. Hidup bebas, saprofit atau parasit
48. Rotifera
1. Dapat ditemukan di air dengan kadar
kadar oksigen cukup.
2. Memakan zooplankton atau
fitoplankton yg lebih kecil
49. VIRUS
◦ Tidak mempunyai nukleus, membran sel,
dan dinding sel.
◦ Ukurannya lebih kecil daripada bakteri
◦ Tidak dapat menjalankan fungsi
biologisnya secara bebas jika tidak
berada dalam sel inang
◦ Kebanyakan virus bersifat merugikan
terhadap kehidupan manusia, hewan, dan
tumbuhan.
50. Limbah Rumah Sakit
Jenis -jenis limbah rumah sakit
(Shahib dan Djustiana, 1998):
1. Limbah dihasilkan selama
pelayanan pasien secara rutin,
pembedahan dan di unit-unit resiko
tinggi
ex: perban atau pembungkus kotor,
cairan badan, anggota badan yang
diamputasi, jarum bekas, kantung urin
dan produk darah.
51. 2. Limbah Patologi
Limbah ini merupakan limbah jaringan
tubuh yang terbuang dari proses
bedah atau autopsi. Diberi label
biohazard.
Penanganan: otoklaf
52. 3. Limbah Bukan klinik
Meliputi kertas-kertas pembungkus
atau kantong dan plastik yang tidak
berkontak dengan cairan badan.
Tidak berbahaya, namun perlu tempat
pembuangan yg cukup besar
53. 4. Limbah radio aktif
Tidak menimbulkan persoalan
pengendalian infeksi di rumah sakit.
pembuangan secara aman perlu diatur
dengan baik.
54. Limbah cair
(laboratorium, dapur, laundry,
toilet)
Collect in
equalitation tank
Reactor tankozone
Gas ozon yang masuk dalam tangki reaktor bereaksi mengoksidasi
senyawa organik dan membunuh bakteri patogen pada limbah cair
(Harper, 1986)
56. Tangki FiltrasiDi absorb oleh
karbon aktif
Sewage
Karbon jenuh,
diganti/dicuci
Air yang keluar dari filter karbon aktif untuk
selanjutnya dapat dibuang dengan aman ke
sungai (Harper, 1986)
57. Virus
Banyak terdapat pada limbah medis
Secara nasional produksi sampah
(limbah padat) RS sebesar 376.089
ton per hari dan produksi air limbah
sebesar 48.985,70 ton per hari
Cara pengolahannya dengan
ozonisasi
58. DAUR POPULASI
ditentukan oleh :
◦ Tipe makanan.
◦ Jumlah spesifik mikroorganisme.
◦ Posisi dalam rantai makanan.
59.
60.
61. Indicator Bacteria and Their Analysis
Bakteri bisa menjadi indikator apakah air telah bersih
atau masih terdapat kontaminasi di dalamnya.
Terdapatnya bakteri indikator di atas menunjukkan
masih terdapat kontaminan di dalam air.
Bakteri
Indikator
Coliform
Streptococcus
62. Indicator Bacteria and Their Analysis
Terdapat dua metode untuk mengukur level dari
organisme indikator :
Statistical
Test
Membrane
Test
63. Statistical test
Mengambil sample dari air dan melakukan tes
untuk mengetahui organisme yang terdapat di
badan air tersebut.
Membrane filter
Sample dari air difilter melalui membran,
organisme akan tertahan di permukaan filter dan
akan berkembangbiak di permukaan membran.
Setelah beberapa waktu, membrane akan
diperiksa dengan menghitung koloni organisme
yang tumbuh.
Notes de l'éditeur
Golongan A : air untuk air minum yg dapat diminum
Golongan B : air yang dipakai sebagai bahan baku air minum melalui suatu pengolahan
Golongan C : air untuk perikanan dan peternakan
Golongan D : air untuk pertanian dan usaha perkotaan, industri dan PLTA.
Kejernihan disebabkan karena Pembentukan koloidal yang terjadi bila buangan tersebut berbentuk halus, sehingga sebagian ada yang larut dan sebagian lagi ada yang melayang-layang sehingga air menjadi keruh.
Kekeruhan dapat menghalangi penetrasi sinar matahari, sehingga menghambat fotosintesa dan berkurangnya kadar oksigen dalam air.
Warna air yakni : Jika warnanya coklat muda, maka umur air kurang dari 6 jam. Warna abu – abu muda sampai setengah tua merupakan tanda bahwa air limbah sedang mengalami pembusukan atau telah ada dalam sistem pengumpul untuk beberapa lama. Bila warnanya abu – abu tua atau hitam, air limbah sudah membusuk setelah mengalami pembusukan oleh bakteri dengan kondisi anaerobik.
Pengaruh temperatur air limbah adalah :
Bau air limbah menandakan bahwa :
Senyawa utama yang menyebabkan limbah menjadi bau adalah hidrogen sulfida, senyawa – senyawa lain seperti indol skatol, cadaverin dan mercaptan yang terbentuk pada kondisi anaerobik dan menyebabkan bau yang sangat merangsang dari pada bau hidrogen sulfida
Uji analisa terhadap total solid berdasarkan ukuran partikel padatan atau perbedaan densitas.
no SOX, NOX or carbon monoxide; the CO2
Korosifitasnya lebih rendah dari etanol sehingga bisa didistribusikan langsung melalui pipa
Reid Value butanol 0,33 psi dibanding dengan etanol 2,0 sehingga lebih aman dalam distribusi maupun penyimpanannya
TS (Total Solid) adalah total padatan yang ada di dalam air limbah, biasanya berkonsentrasi 700 ppm. Total solid dibagi menjadi 2, yakni Total Suspended Solid (TSS) atau padatan total yang terendapkan dan Total Dissolved Solid (TDS) atau Total Padatan Terlarut.Dari 700 ppm total Solid, 200 ppm nya merupakan TSS dan 500 ppm nya merupakan TDS.TSS sendiri dibagi menjadi 2, yakni non-settleable dan settleable, yang mana masing2 dari non-settleable dan settle abble sendiri dibagi menjadi 2, yakni volatile dan fixed.
Dari 200 ppm TSS, TSS yang non settleable ada 100 ppm dan yang settleable ada 100 ppm.Settleable solid adalah : Solid yang akan mengendap dalam kondisi terang dalam jangka waktu 1 jam karena pengaruh gaya gravitasi
masing2 dari 100 ppm TSS non-settleable dan TSS settleable, yang volatile ada 75 ppm dan yang fixed ada 25 ppm.
Solid yang volatile disini maksudnya adalah solid yang dapat teruapkan yang disebut dengan bahan organik, dan yang mana padatan yang benar2 tersisa adalah bahan inorganik.
Dari 500 ppm TDS, 150 ppm merupakan bagian yang “volatile” dan 300 ppm merupakan bagian yang “fixed”
MLSS = Definisi
- total suspended solid yang diambil dari activated sludge reactor.
- konsentrasi padatan berisi campuran (mikroba dan inert)
MLVSS = Definisi
- konsentrasi mikroba heterogen dalam reaktor.
- Hasil penguapan MLSS pada suhu > 600 oC
- MLSS : jumlah total dari padatan yg berupa material organik & mineral, termasuk di dalamnya adalah mikroorganisme (105 C)- TDS : filtrat dari cairan yg lewat kertas saring tdiri dr small ion, macromolecules, & very small coloids
Jika organic matter tidak di olah dan dibuang ke lingkungan, bakteri dalam air akan mendekomposisi dan pada proses tersebut akan memakai oksigen yang terlarut dalam air
- BOD Biasanya digunakan sebagai indikator (tidak langsung) bahan organik
BOD air limbah berhubungan dengan jumlah oksigen yang harus disuplai ke dalam air limbah oleh aerator selama secondary treatment atau dengan aerasi alami oleh air yang diterima.
Sample air limbah diberi bakteri dan nutrien (bila diperlukan) dan diinkubasi selama 5 hari pada 20°C, dimana bisa juga diinkubasikan dengan suhu dan waktu yang berbeda (tergantung kebutuhan). Setelah inkubasi, perubahan konsentrasi Dissolved Oxygen (DO) pada sample diukur, dan BOD5 dinyatakan dalam mg O2/liter air limbah.
Reaksi dalam botol BOD adalah aerobik dan terjadi pada pemisahan 2 fase seperti pada gambar diatas. Organisme yang dimasukkan pada air limbah pada mulanya menggunakan bahan organik secara cepat untuk pembentukan seldan metabolisme, hal ini menyebabkan kenaikan BOD secara cepat dalam waktu 1-3 hari. Setelah bahan organik sebagian besar terasimilasi dari larutan, kenaikan oksigen naik secara perlahan seperti pada saat sel mulai memetabolisme cellular mass-nya dan bahan organik.
Reaksi karbon umumnya berhenti setelah 20-30 hari dan bahan organik menjadi stabil. Selama 5 hari periode tes BOD, 60-70% jumlah akhir karbon yang dibutuhkan, BODL, dicatat. Nitrogen pada bahan organik sebagian besar berasal dari urea dan protein, dan berubah menjadi NH3 selama dekomposisi bahan karbon. Selama sekitar 12 hari, nitrifying bacteria mulai mengoksidasi ammonia dan menggunakan BOD seperti reaksi (1-2).Tahap kedua oksigen yang dibutuhkan memiliki hasil akhir BODLN setelah sekitar 50 hari.
BODL : jumlah awal BOD pada sample
BODt : jumlah BOD yang dikonsumsi pada sample setelah t hari
k : rata2 konstanta reaksi (hari-1)
Tes COD dilakukan dengan merefluks sample air limbah dengan potassium dichromate selama 2-3 jam dan mengukur perubahan konsentrasi dichromate.
Kandungan COD dalam air bersih berdasarkan peraturan menteri kesehatan RI No 82/2001 mengenai baku mutu air minum golongan B maksimum yang dianjurkan adalah 12 mg/l, apabila melebihi batas maka kualitas air tesebut buruk.
TOD : jumlah oksigen total yang dibutuhkan
TOC, metode pengukurannya sama dengan TOD, hanya pada TOC, jumlah CO2 nya dihitung dan diekspresikan sebagai mg karbon/liter air limbah.