PENGOLAHAN LIMBAH CAIR SECARA BIOLOGIS

SALMANI, ST, MS, MT.Rekayasa Lingkungan/Pengolahan LimbahPOLITEKNIK NEGERI BANJARMASIN

AIR, SUMBER KEHIDUPANAIR, SUMBER KEHIDUPANAIR, SUMBER KEHIDUPANAIR, SUMBER KEHIDUPAN� Sebagian besar (70 %) tubuh mahluk Sebagian besar (70 %) tubuh mahluk Sebagian besar (70 %) tubuh mahluk Sebagian besar (70 %) tubuh mahluk

hidup berisi airhidup berisi airhidup berisi airhidup berisi air� Tempat tinggal bagi sebagian jenis Tempat tinggal bagi sebagian jenis Tempat tinggal bagi sebagian jenis Tempat tinggal bagi sebagian jenis

mahluk hidup (tanaman, insekta, ikan, mahluk hidup (tanaman, insekta, ikan, mahluk hidup (tanaman, insekta, ikan, mahluk hidup (tanaman, insekta, ikan, dan mamalia)dan mamalia)dan mamalia)dan mamalia)

� Fungsi lain: transportasi, olahraga dan Fungsi lain: transportasi, olahraga dan Fungsi lain: transportasi, olahraga dan Fungsi lain: transportasi, olahraga dan rekreasi, pencuci, dan tempat buanganrekreasi, pencuci, dan tempat buanganrekreasi, pencuci, dan tempat buanganrekreasi, pencuci, dan tempat buangan

KUALITAS?KUALITAS?KUALITAS?KUALITAS?

KUALITAS, KUALITAS, KUALITAS, KUALITAS, MENENTUKAN FUNGSIMENENTUKAN FUNGSIMENENTUKAN FUNGSIMENENTUKAN FUNGSI� Kualitas yang sesuai untuk suatu fungsi Kualitas yang sesuai untuk suatu fungsi Kualitas yang sesuai untuk suatu fungsi Kualitas yang sesuai untuk suatu fungsi

belum tentu sesuai untuk fungsi yang lain.belum tentu sesuai untuk fungsi yang lain.belum tentu sesuai untuk fungsi yang lain.belum tentu sesuai untuk fungsi yang lain.� Kualitas air danau yang sesuai untuk Kualitas air danau yang sesuai untuk Kualitas air danau yang sesuai untuk Kualitas air danau yang sesuai untuk

olahraga dayung tidak sesuai untuk olahraga dayung tidak sesuai untuk olahraga dayung tidak sesuai untuk olahraga dayung tidak sesuai untuk diminum.diminum.diminum.diminum.

� Kualitas air minum dapat digunakan untuk Kualitas air minum dapat digunakan untuk Kualitas air minum dapat digunakan untuk Kualitas air minum dapat digunakan untuk air pendingin mesin, tetapi tidak air pendingin mesin, tetapi tidak air pendingin mesin, tetapi tidak air pendingin mesin, tetapi tidak sebaliknya.sebaliknya.sebaliknya.sebaliknya.

KUALITAS AIR,KUALITAS AIR,KUALITAS AIR,KUALITAS AIR,

�Ditentukan oleh keberadaan Ditentukan oleh keberadaan Ditentukan oleh keberadaan Ditentukan oleh keberadaan senyawa kimia terlarut dan senyawa kimia terlarut dan senyawa kimia terlarut dan senyawa kimia terlarut dan tersuspensi.tersuspensi.tersuspensi.tersuspensi.

�Ditentukan oleh jumlah senyawa Ditentukan oleh jumlah senyawa Ditentukan oleh jumlah senyawa Ditentukan oleh jumlah senyawa kimia terlarut dan tersuspensi.kimia terlarut dan tersuspensi.kimia terlarut dan tersuspensi.kimia terlarut dan tersuspensi.

�Ditentukan oleh akibat dari senyawa Ditentukan oleh akibat dari senyawa Ditentukan oleh akibat dari senyawa Ditentukan oleh akibat dari senyawa kimia terlarut dan tesrsuspensi kimia terlarut dan tesrsuspensi kimia terlarut dan tesrsuspensi kimia terlarut dan tesrsuspensi tersebut terhadap mahluk hidup tersebut terhadap mahluk hidup tersebut terhadap mahluk hidup tersebut terhadap mahluk hidup penghuni ekosistempenghuni ekosistempenghuni ekosistempenghuni ekosistem

KUALITAS AIR,KUALITAS AIR,KUALITAS AIR,KUALITAS AIR,�Air minum, sebagai contoh, Air minum, sebagai contoh, Air minum, sebagai contoh, Air minum, sebagai contoh,

diharuskan mengikuti aturan diharuskan mengikuti aturan diharuskan mengikuti aturan diharuskan mengikuti aturan keberadaan dan jumlah senyawa keberadaan dan jumlah senyawa keberadaan dan jumlah senyawa keberadaan dan jumlah senyawa kimia yang ketat untuk melindungi kimia yang ketat untuk melindungi kimia yang ketat untuk melindungi kimia yang ketat untuk melindungi kesehatan manusia pemakainya kesehatan manusia pemakainya kesehatan manusia pemakainya kesehatan manusia pemakainya (diperkirakan 30.000 orang (diperkirakan 30.000 orang (diperkirakan 30.000 orang (diperkirakan 30.000 orang meninggal setiap hari di dunia meninggal setiap hari di dunia meninggal setiap hari di dunia meninggal setiap hari di dunia karena penggunaan air dengan karena penggunaan air dengan karena penggunaan air dengan karena penggunaan air dengan kualitas buruk dan kurangnya kualitas buruk dan kurangnya kualitas buruk dan kurangnya kualitas buruk dan kurangnya sanitasi).sanitasi).sanitasi).sanitasi).

KELAS KUALITAS AIR:KELAS KUALITAS AIR:KELAS KUALITAS AIR:KELAS KUALITAS AIR:

� Kelas satu, dapat digunakan untuk air baku air minum;

� Kelas dua, dapat digunakan untuk prasarana/sarana rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, dan air untuk mengairi pertanaman;

� Kelas tiga, dapat digunakan untuk pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, dan air untuk mengairi pertanaman;

� Kelas empat, dapat digunakan untuk mengairi pertanaman.

PENCEMARAN AIRPENCEMARAN AIRPENCEMARAN AIRPENCEMARAN AIR� Pembuangan bahan sisa sangat mudah Pembuangan bahan sisa sangat mudah Pembuangan bahan sisa sangat mudah Pembuangan bahan sisa sangat mudah

dilakukan melalui air. dilakukan melalui air. dilakukan melalui air. dilakukan melalui air. � Bahan sisa yang dibuang melalui air Bahan sisa yang dibuang melalui air Bahan sisa yang dibuang melalui air Bahan sisa yang dibuang melalui air

hilang dari pandangan tetapi tidak hilang dari pandangan tetapi tidak hilang dari pandangan tetapi tidak hilang dari pandangan tetapi tidak pernah hilang senyawanya.pernah hilang senyawanya.pernah hilang senyawanya.pernah hilang senyawanya.

� Air memiliki kemampuan merombak Air memiliki kemampuan merombak Air memiliki kemampuan merombak Air memiliki kemampuan merombak senyawa penyusun bahan sisa, tetapi senyawa penyusun bahan sisa, tetapi senyawa penyusun bahan sisa, tetapi senyawa penyusun bahan sisa, tetapi tidak secepat jumlah bahan sisa yang tidak secepat jumlah bahan sisa yang tidak secepat jumlah bahan sisa yang tidak secepat jumlah bahan sisa yang dimasukkan ke dalam air.dimasukkan ke dalam air.dimasukkan ke dalam air.dimasukkan ke dalam air.

PENCEMARAN AIRPENCEMARAN AIRPENCEMARAN AIRPENCEMARAN AIR� Jumlah buangan bahan sisa yang melampaui Jumlah buangan bahan sisa yang melampaui Jumlah buangan bahan sisa yang melampaui Jumlah buangan bahan sisa yang melampaui

kemampuan badan air merombak senyawa kemampuan badan air merombak senyawa kemampuan badan air merombak senyawa kemampuan badan air merombak senyawa penyusun bahan sisa tersebut menghasilkan penyusun bahan sisa tersebut menghasilkan penyusun bahan sisa tersebut menghasilkan penyusun bahan sisa tersebut menghasilkan pencemaran.pencemaran.pencemaran.pencemaran.

� Bahan sisa yang mencemari air sebagian Bahan sisa yang mencemari air sebagian Bahan sisa yang mencemari air sebagian Bahan sisa yang mencemari air sebagian besar berasal dari rumah tangga, pertanian, besar berasal dari rumah tangga, pertanian, besar berasal dari rumah tangga, pertanian, besar berasal dari rumah tangga, pertanian, dan industri.dan industri.dan industri.dan industri.

� Bahan sisa pencemar juga mengandung Bahan sisa pencemar juga mengandung Bahan sisa pencemar juga mengandung Bahan sisa pencemar juga mengandung senyawa-senyawa kimia sintetik yang senyawa-senyawa kimia sintetik yang senyawa-senyawa kimia sintetik yang senyawa-senyawa kimia sintetik yang berbahaya dan senyawa-senyawa kimia yang berbahaya dan senyawa-senyawa kimia yang berbahaya dan senyawa-senyawa kimia yang berbahaya dan senyawa-senyawa kimia yang tidak dapat dirombak oleh alam. tidak dapat dirombak oleh alam. tidak dapat dirombak oleh alam. tidak dapat dirombak oleh alam.

PENCEMARAN AIRPENCEMARAN AIRPENCEMARAN AIRPENCEMARAN AIR

DEFINISI:DEFINISI:DEFINISI:DEFINISI:

masuknya atau dimasukkannya masuknya atau dimasukkannya masuknya atau dimasukkannya masuknya atau dimasukkannya mahluk hidup, zat, energi dan atau mahluk hidup, zat, energi dan atau mahluk hidup, zat, energi dan atau mahluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam air oleh komponen lain ke dalam air oleh komponen lain ke dalam air oleh komponen lain ke dalam air oleh kegiatan manusia sehingga kualitas kegiatan manusia sehingga kualitas kegiatan manusia sehingga kualitas kegiatan manusia sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu air turun sampai ke tingkat tertentu air turun sampai ke tingkat tertentu air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak yang menyebabkan air tidak yang menyebabkan air tidak yang menyebabkan air tidak berfungsi lagi sesuai dengan berfungsi lagi sesuai dengan berfungsi lagi sesuai dengan berfungsi lagi sesuai dengan peruntukkannyaperuntukkannyaperuntukkannyaperuntukkannya

ASAL PENCEMARAN AIRASAL PENCEMARAN AIRASAL PENCEMARAN AIRASAL PENCEMARAN AIR1. LANGSUNG (point source)1. LANGSUNG (point source)1. LANGSUNG (point source)1. LANGSUNG (point source)� Rumah tangga: Septic tanks, Grey Rumah tangga: Septic tanks, Grey Rumah tangga: Septic tanks, Grey Rumah tangga: Septic tanks, Grey

water. water. water. water. � Pertanian: Kotoran peternakan. Pertanian: Kotoran peternakan. Pertanian: Kotoran peternakan. Pertanian: Kotoran peternakan. � Perkotaan: Timbunan pembuangan Perkotaan: Timbunan pembuangan Perkotaan: Timbunan pembuangan Perkotaan: Timbunan pembuangan

sampah, timbunan endapan IPAL, sampah, timbunan endapan IPAL, sampah, timbunan endapan IPAL, sampah, timbunan endapan IPAL, tempat pemakaman umum, timbunan tempat pemakaman umum, timbunan tempat pemakaman umum, timbunan tempat pemakaman umum, timbunan bahan pengerasan jalan.bahan pengerasan jalan.bahan pengerasan jalan.bahan pengerasan jalan.

ASAL PENCEMARAN AIRASAL PENCEMARAN AIRASAL PENCEMARAN AIRASAL PENCEMARAN AIR1. LANGSUNG (point source)1. LANGSUNG (point source)1. LANGSUNG (point source)1. LANGSUNG (point source)� Industri: Kebocoran tangki dan pipa Industri: Kebocoran tangki dan pipa Industri: Kebocoran tangki dan pipa Industri: Kebocoran tangki dan pipa

minyak, kebocoran dan tumpahan minyak, kebocoran dan tumpahan minyak, kebocoran dan tumpahan minyak, kebocoran dan tumpahan bahan kimia bahan baku industri, bahan kimia bahan baku industri, bahan kimia bahan baku industri, bahan kimia bahan baku industri, sumur injeksi limbah industri, bahan sumur injeksi limbah industri, bahan sumur injeksi limbah industri, bahan sumur injeksi limbah industri, bahan pengawet, pengawet, pengawet, pengawet, ““““tailingtailingtailingtailing”””” di industri di industri di industri di industri pertambangan, debu terbang dari pertambangan, debu terbang dari pertambangan, debu terbang dari pertambangan, debu terbang dari instalasi pembangkit tenaga, buangan instalasi pembangkit tenaga, buangan instalasi pembangkit tenaga, buangan instalasi pembangkit tenaga, buangan lumpur minyak di industri pengilangan lumpur minyak di industri pengilangan lumpur minyak di industri pengilangan lumpur minyak di industri pengilangan minyak, dan sisa pencucian alat minyak, dan sisa pencucian alat minyak, dan sisa pencucian alat minyak, dan sisa pencucian alat industri. industri. industri. industri.

ASAL PENCEMARAN AIRASAL PENCEMARAN AIRASAL PENCEMARAN AIRASAL PENCEMARAN AIR2. TIDAK LANGSUNG (non-point source)2. TIDAK LANGSUNG (non-point source)2. TIDAK LANGSUNG (non-point source)2. TIDAK LANGSUNG (non-point source)

� Pupuk dari lahan pertanian Pupuk dari lahan pertanian Pupuk dari lahan pertanian Pupuk dari lahan pertanian � Pestisida dari lahan pertanian dan hutan Pestisida dari lahan pertanian dan hutan Pestisida dari lahan pertanian dan hutan Pestisida dari lahan pertanian dan hutan � Jatuhan bahan kimia terlarut/tersuspensi Jatuhan bahan kimia terlarut/tersuspensi Jatuhan bahan kimia terlarut/tersuspensi Jatuhan bahan kimia terlarut/tersuspensi

melalui hujan. melalui hujan. melalui hujan. melalui hujan.

PENCEMARAN AIR LEWAT UDARAPENCEMARAN AIR LEWAT UDARAPENCEMARAN AIR LEWAT UDARAPENCEMARAN AIR LEWAT UDARA� Aktifitas manusia menghasilkan Aktifitas manusia menghasilkan Aktifitas manusia menghasilkan Aktifitas manusia menghasilkan

senyawa-senyawa kimia yang senyawa-senyawa kimia yang senyawa-senyawa kimia yang senyawa-senyawa kimia yang dilepaskan ke udara.dilepaskan ke udara.dilepaskan ke udara.dilepaskan ke udara.

� Senyawa-senyawa kimia tersebut Senyawa-senyawa kimia tersebut Senyawa-senyawa kimia tersebut Senyawa-senyawa kimia tersebut menyebar melalui aliran udara melewati menyebar melalui aliran udara melewati menyebar melalui aliran udara melewati menyebar melalui aliran udara melewati batas-batas wilayah pemerintahan batas-batas wilayah pemerintahan batas-batas wilayah pemerintahan batas-batas wilayah pemerintahan sehingga disebut sehingga disebut sehingga disebut sehingga disebut long-range long-range long-range long-range transboundary air pollution (LRTAP)transboundary air pollution (LRTAP)transboundary air pollution (LRTAP)transboundary air pollution (LRTAP)....

� Senyawa-senyawa tersebut memasuki Senyawa-senyawa tersebut memasuki Senyawa-senyawa tersebut memasuki Senyawa-senyawa tersebut memasuki lingkungan air melalui pengendapan lingkungan air melalui pengendapan lingkungan air melalui pengendapan lingkungan air melalui pengendapan basah maupun kering. basah maupun kering. basah maupun kering. basah maupun kering.

PENCEMARAN AIR LEWAT UDARAPENCEMARAN AIR LEWAT UDARAPENCEMARAN AIR LEWAT UDARAPENCEMARAN AIR LEWAT UDARA� Hujan asamHujan asamHujan asamHujan asam, merupakan fenomena LRTAP , merupakan fenomena LRTAP , merupakan fenomena LRTAP , merupakan fenomena LRTAP

yang sering dipublikasikan, berasal dari gas yang sering dipublikasikan, berasal dari gas yang sering dipublikasikan, berasal dari gas yang sering dipublikasikan, berasal dari gas buang mesin berbahan bakar batu bara dan buang mesin berbahan bakar batu bara dan buang mesin berbahan bakar batu bara dan buang mesin berbahan bakar batu bara dan minyak, industri peleburan logam, industri minyak, industri peleburan logam, industri minyak, industri peleburan logam, industri minyak, industri peleburan logam, industri pengilangan minyak, dan industri pulp dan pengilangan minyak, dan industri pulp dan pengilangan minyak, dan industri pulp dan pengilangan minyak, dan industri pulp dan kertas. Gas SOkertas. Gas SOkertas. Gas SOkertas. Gas SO2222 dan NO dan NO dan NO dan NO2222 diubah menjadi diubah menjadi diubah menjadi diubah menjadi HHHH2222SOSOSOSO4444 dan HNO dan HNO dan HNO dan HNO3333 di udara setelah bereaksi di udara setelah bereaksi di udara setelah bereaksi di udara setelah bereaksi dengan air. dengan air. dengan air. dengan air.

� Di Kanada bagian timur, hujan asam Di Kanada bagian timur, hujan asam Di Kanada bagian timur, hujan asam Di Kanada bagian timur, hujan asam diperhitungkan berasal dari Amerika Serikat. diperhitungkan berasal dari Amerika Serikat. diperhitungkan berasal dari Amerika Serikat. diperhitungkan berasal dari Amerika Serikat. Sedangkan hujan asam di bagian timur laut Sedangkan hujan asam di bagian timur laut Sedangkan hujan asam di bagian timur laut Sedangkan hujan asam di bagian timur laut Amerika serikat diperkirakan berasal dari Amerika serikat diperkirakan berasal dari Amerika serikat diperkirakan berasal dari Amerika serikat diperkirakan berasal dari Kanada. Kanada. Kanada. Kanada.

PENCEMARAN AIR LEWAT UDARAPENCEMARAN AIR LEWAT UDARAPENCEMARAN AIR LEWAT UDARAPENCEMARAN AIR LEWAT UDARA� Hujan asam mengancam lingkungan Hujan asam mengancam lingkungan Hujan asam mengancam lingkungan Hujan asam mengancam lingkungan

yang tidak tahan asam. Berbagai jenis yang tidak tahan asam. Berbagai jenis yang tidak tahan asam. Berbagai jenis yang tidak tahan asam. Berbagai jenis ikan, serangga, tanaman air, dan ikan, serangga, tanaman air, dan ikan, serangga, tanaman air, dan ikan, serangga, tanaman air, dan mikroorganisme mengalami gangguan mikroorganisme mengalami gangguan mikroorganisme mengalami gangguan mikroorganisme mengalami gangguan reproduksi dan kematian. Penurunan reproduksi dan kematian. Penurunan reproduksi dan kematian. Penurunan reproduksi dan kematian. Penurunan populasi organisme ini dapat populasi organisme ini dapat populasi organisme ini dapat populasi organisme ini dapat mempengaruhi jaringan makanan. mempengaruhi jaringan makanan. mempengaruhi jaringan makanan. mempengaruhi jaringan makanan.

MAHLUK HIDUP PENCEMAR AIRMAHLUK HIDUP PENCEMAR AIRMAHLUK HIDUP PENCEMAR AIRMAHLUK HIDUP PENCEMAR AIR

�Hewan�Tumbuhan�Jamur�Khamir�Bakteri

BAHAN KIMIA PENCEMAR AIRBAHAN KIMIA PENCEMAR AIRBAHAN KIMIA PENCEMAR AIRBAHAN KIMIA PENCEMAR AIR� Terdapat hampir 10.000.000 bahan kimia, kurang

lebih 100 000 di antaranya digunakan secara komersial.

� Hampir semua bahan kimia beracun dilepaskan ke lingkungan air secara langsung, sebagian lainnya melalui rembesan atau aliran air permukaan.

� Bahan-bahan kimia pencemar air dapat mengakibatkan perubahan rasa, bau, dan warna air.

� Bahan kimia pencemar air yang beracun dapat mengakibatkan penurunan fertilitas, perubahan bentuk tubuh, kerusakan sistem ketahanan tubuh, dan peningkatan kebolehjadian tumor pada hewan.

� Limbah cair banyak dihasilkan oleh industri dan rumah tangga.

� Limbah cair sering mengandung: � Bahan organik tersuspensi (tinggi) � Bakteri (coliforms dan pathogen)� Pencemar kimia, pestisida dan logam

berat

� Sebagian besar dapat dihilangkan oleh aktifitas mikroba

PENCEMARAN AIR OLEH LIMBAH CAIR

SENYAWA ORGANIK YANG SENYAWA ORGANIK YANG SENYAWA ORGANIK YANG SENYAWA ORGANIK YANG DIHASILKAN OLEH MAHLUK HIDUPDIHASILKAN OLEH MAHLUK HIDUPDIHASILKAN OLEH MAHLUK HIDUPDIHASILKAN OLEH MAHLUK HIDUP

�Karbohidrat�Lemak�Protein

LIMBAH CAIR INDUSTRILIMBAH CAIR INDUSTRILIMBAH CAIR INDUSTRILIMBAH CAIR INDUSTRI� Sisa atau hasil buangan produksi yang

berupa zat cair dan diolah melalui IPAL. � Jika hasil analisis menunjukkan bahwa

limbah tersebut beracun berdasarkan baku mutu, harus dikirim ke pusat pengolahan limbah cair.

� Jika sesuai baku mutu dapat digunakan untuk internal production consumption atau dibuang ke lingkungan dengan ijin BAPPEDAL

20 Senyawa beracun pencemar air20 Senyawa beracun pencemar air20 Senyawa beracun pencemar air20 Senyawa beracun pencemar air

1 1 1 1 ARSENICARSENICARSENICARSENIC 2 2 2 2 LEADLEADLEADLEAD 3 3 3 3 MERCURYMERCURYMERCURYMERCURY 4 4 4 4 VINYL CHLORIDEVINYL CHLORIDEVINYL CHLORIDEVINYL CHLORIDE 5 5 5 5 POLYCHLORINATED BIPHENYLSPOLYCHLORINATED BIPHENYLSPOLYCHLORINATED BIPHENYLSPOLYCHLORINATED BIPHENYLS 6 6 6 6 BENZENEBENZENEBENZENEBENZENE 7 7 7 7 CADMIUMCADMIUMCADMIUMCADMIUM 8 8 8 8 POLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONSPOLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONSPOLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONSPOLYCYCLIC AROMATIC HYDROCARBONS 9 9 9 9 BENZO(A)PYRENEBENZO(A)PYRENEBENZO(A)PYRENEBENZO(A)PYRENE

10 10 10 10 BENZO(B)FLUORANTHENEBENZO(B)FLUORANTHENEBENZO(B)FLUORANTHENEBENZO(B)FLUORANTHENE

20 Senyawa beracun pencemar air20 Senyawa beracun pencemar air20 Senyawa beracun pencemar air20 Senyawa beracun pencemar air

11 11 11 11 CHLOROFORM CHLOROFORM CHLOROFORM CHLOROFORM 12 12 12 12 DDT, P,P'- DDT, P,P'- DDT, P,P'- DDT, P,P'- 13 13 13 13 AROCLOR 1254AROCLOR 1254AROCLOR 1254AROCLOR 1254 14 14 14 14 AROCLOR 1260 AROCLOR 1260 AROCLOR 1260 AROCLOR 1260 15 15 15 15 DIBENZO(A,H)ANTHRACENE DIBENZO(A,H)ANTHRACENE DIBENZO(A,H)ANTHRACENE DIBENZO(A,H)ANTHRACENE 16 16 16 16 TRICHLOROETHYLENE TRICHLOROETHYLENE TRICHLOROETHYLENE TRICHLOROETHYLENE 17 17 17 17 CHROMIUM, HEXAVALENT CHROMIUM, HEXAVALENT CHROMIUM, HEXAVALENT CHROMIUM, HEXAVALENT 18 18 18 18 DIELDRIN DIELDRIN DIELDRIN DIELDRIN 19 19 19 19 PHOSPHORUS, WHITEPHOSPHORUS, WHITEPHOSPHORUS, WHITEPHOSPHORUS, WHITE 20 20 20 20 CHLORDANE CHLORDANE CHLORDANE CHLORDANE

�Peraturan tentang baku mutu air limbah. Peraturan tentang baku mutu air limbah. Peraturan tentang baku mutu air limbah. Peraturan tentang baku mutu air limbah. �Beberapa perlakuan dibutuhkan untuk Beberapa perlakuan dibutuhkan untuk Beberapa perlakuan dibutuhkan untuk Beberapa perlakuan dibutuhkan untuk

memenuhi baku mutu: memenuhi baku mutu: memenuhi baku mutu: memenuhi baku mutu: �Perlakuan primerPerlakuan primerPerlakuan primerPerlakuan primer

� Penghilangan fisik bahan tersuspensi. �Perlakuan sekunder Perlakuan sekunder Perlakuan sekunder Perlakuan sekunder �Degradasi oleh mikroba untuk menghilangkan

senyawa organik terlarut. �Perlakuan tersierPerlakuan tersierPerlakuan tersierPerlakuan tersier

� Pemisahan bahan terendapkan.

PENGOLAHAN BIOLOGISPENGOLAHAN BIOLOGISPENGOLAHAN BIOLOGISPENGOLAHAN BIOLOGISUNTUK LIMBAH CAIRUNTUK LIMBAH CAIRUNTUK LIMBAH CAIRUNTUK LIMBAH CAIR

Primary SettlingBasins

Primary Settling

Primary Settling Tank Design

� Size�rectangular: 3-24 m wide x 15-100 m long�circular: 3-90 m diameter

� Detention time: 1.5-2.5 hours� Overflow rate: 25-60 m3/m2·day� Typical removal efficiencies�solids: 50-60%�BOD5: 30-35%

Secondary Treatment� Provide BOD removal beyond what is

achieved in primary treatment �removal of soluble BOD�additional removal of suspended solids

� Basic approach is to use aerobic biological degradation:

organic carbon + O2 → CO2

� Objective is to allow the BOD to be exerted in the treatment plant rather than in the stream

How is this accomplished?� Create a very rich

environment for growth of a diverse microbial community

Basic Ingredients� High density of microorganisms (keep

organisms in system)� Good contact between organisms and

wastes (provide mixing)� Provide high levels of oxygen (aeration)� Favorable temperature, pH, nutrients

(design and operation)� No toxic chemicals present (control

industrial inputs)

Dispersed growth vs Fixed Growth� Dispersed Growth – suspended organisms�Activated sludge�Oxidation ditches/ponds�Aerated lagoons, stabilization ponds

� Fixed Growth – attached organisms�Trickling filters�Rotating Biological Contactors (RBCs)

Activated Sludge

� Process in which a mixture of wastewater and microorganisms (biological sludge) is agitated and aerated

� Leads to oxidation of dissolved organics� After oxidation, separate sludge from

wastewater� Induce microbial growth�Need food, oxygen�Want Mixed Liquor Suspended Solids (MLSS)

of 3,000 to 6,000 mg/L

Activated Sludge

MixedLiquor Air

Secondaryclarifier

w/w

Waste Activated Sludge(WAS)

Return Activated Sludge(RAS)

Treatedw/w

Discharge toRiver or LandApplication

Activated sludge

East Lansing WWTP

Secondary Clarifier

East Lansing WWTP

Activated Sludge Design� Major design parameter: food to microorganism

ratio:

(MLVSS) solids suspended volatile liquor mixed

volume BOD soluble initial

rateflow where

5

====

=

XVSQ

VXQS

MF

0

0

Activated Sludge Design� td = approximately 6 - 8 hr� Long rectangular aeration basins� Air is injected near bottom of aeration

tanks through system of diffusers� Aeration system used to provide mixing� MLVSS and F/M controlled by wasting a

portion of microorganisms

F/M Parameter� Low F/M (low rate of wasting)� starved organisms�more complete degradation� larger, more costly aeration tanks�more O2 required�higher power costs (to supply O2)� less sludge to handle

� High F/M (high rate of wasting)�organisms are saturated with food� low treatment efficiency

Trickling Filters� Rotating distribution arm sprays primary

effluent over circular bed of rock or other coarse media

� Air circulates in pores between rocks� “Biofilm” develops on rocks and micro-

organisms degrade waste materials as they flow past

� Organisms slough off in clumps when film gets too thick

Trickling Filters

Filter Material

Trickling Filters� Not a true filtering or sieving process� Material only provides surface on which

bacteria to grow� Can use plastic media� lighter - can get deeper beds (up to 12 m)�reduced space requirement� larger surface area for growth�greater void ratios (better air flow)� less prone to plugging by accumulating slime

TricklingFilters

Trickling Filter Plant Layout

Rotating Biological Contactors

� Called RBCs� Consists of series of closely spaced discs

mounted on a horizontal shaft and rotated while ~40% of each disc is submerged in wastewater

� Discs: light-weight plastic� Slime is 1-3 mm in thickness on disc

Rotating Biological Contactors

Rotating Biological Contactors

Aeration

Shearing of excessmicroorganisms

Attached microorganismspick up organics

Filmmixes withwastewater

Rotating Biological Contactors

PrimarySettling

SludgeTreatment

SecondarySettling

Sludge Treatment

Low-tech solutions

� Aerobic ponds� Facultative ponds� Anaerobic ponds

Aerobic ponds

� Shallow ponds (<1 m deep)

� Light penetrates to bottom

� Active algal photosynthesis

� Organic matter con-verted to CO2, NO3

-, HSO4

-, HPO42-, etc.

Facultative ponds

� Ponds 1 - 2.5 m deep� td = 30 - 180 d� not easily subject to

upsets due to fluctuations in Q, loading

� low capital, O&M costs

Facultative

Aerobic

Anaerobic

Oxidation Ditches

Anaerobic Ponds

� Primarily used as a pretreatment process for high strength, high temperature wastes

� Can handle much high loadings� 2 stage:�Acid fermentation: Organics → Org. acids�Methane fermentation Org. Acids → CH4 and

CO2

Land and Wetland Application

� Spray irrigation and infiltration� Overland flow� Wetlands

Source: EnvironmentalScience, 4th ed., B.J. Nebeland R.T. Wright, Prentice-Hall, N.J., c. 1981

Spray irrigation

� Usually follows oxidation ponds, aerated lagoons

� Application leads to filtering, biological degradation, ion exchange, sorption, photodegradation

� Need about 1 acre/100 people

SecondaryTreatment

Flooding, channeling

spray irrigation

Spray irrigation

� Problems�climate�pathogens�need buffer zone

Source: Environmental Science, 4th ed., B.J. Nebeland R.T. Wright, Prentice-Hall, N.J., c. 1981

Overland flow

� Water irrigated onto long narrow fields� Use grasses that take up large amounts of

nitrogen� Underlying soil should be fairly impervious

SecondaryTreatment

Application to landslopped at 2-8%

Overland Flow: Emmitsburg, MD

� Treats 1 MGD on 200 acres� Settling pond then irrigated� Fields planted with reed canary

grass� Below ~1 ft topsoil is

compacted clay

Source: Environmental Science, 4th ed., B.J. Nebeland R.T. Wright, Prentice-Hall, N.J., c. 1981

Overland Flow: Emmitsburg, MD

� W/W applied to one side of field, percolates through topsoil to a collecting gutter

� Water in gutter (clear and nutrient-free)

� Collected in another reservoir and spray-irrigated onto forage crops Source: Environmental Science, 4th ed.,

B.J. Nebel and R.T. Wright, Prentice-Hall, N.J., c. 1981

Overland Flow: Emmitsburg, MD

� Land for irrigation was donated by townsperson

� Why? What were the benefits of such a project?

� What would be the concerns?

Source: Environmental Science, 4th ed., B.J. Nebel and R.T. Wright, Prentice-Hall,N.J., c. 1981

Overland Flow: Emmitsburg, MD� Advantages

� free water� free nutrients� plants can be fed to

animals� low-cost� low-maintenance� water meets discharge

regulations (NPDES)

� Disadvantages� will not work in cold

climates� pathogen dispersion in

air� need buffer zones� need large amount of

land

Wetlands

� Use of natural or artificial wetlands� Floating plants act as filters and support

for bacteria

(From: Environmental Science, 4th ed., B.J. Nebeland R.T. Wright, Prentice-Hall, N.J., © 1981)

(From: http://www.city.pg.bc.ca/finished.htm)

Facility Options

� Considerations for wastewater treatment facility options�… →

Facility Options

� Considerations for wastewater treatment facility options�costs

� capital� operation and maintenance (including energy)

�availability of space�degree of treatment required by NPDES

permit�municipal or municipal plus industrial� flowrate

Facility Options

� Considerations for wastewater treatment facility options�distance from residential properties

� problems with: odors, flies, other nuisances�agricultural usage or land application

options�presence of pathogens�experience of design engineers

�Pemisahan fisik bahan organik Pemisahan fisik bahan organik Pemisahan fisik bahan organik Pemisahan fisik bahan organik tersuspensi dalam bak tersuspensi dalam bak tersuspensi dalam bak tersuspensi dalam bak pengendapan untuk mengurangi pengendapan untuk mengurangi pengendapan untuk mengurangi pengendapan untuk mengurangi kebutuhan oksigen biologis (BOD). kebutuhan oksigen biologis (BOD). kebutuhan oksigen biologis (BOD). kebutuhan oksigen biologis (BOD).

PERLAKUAN PRIMERPERLAKUAN PRIMERPERLAKUAN PRIMERPERLAKUAN PRIMER

� Degradasi oleh mikroba untuk Degradasi oleh mikroba untuk Degradasi oleh mikroba untuk Degradasi oleh mikroba untuk mengurangi kandungan senyawa mengurangi kandungan senyawa mengurangi kandungan senyawa mengurangi kandungan senyawa organik. organik. organik. organik.

� Dua cara: Dua cara: Dua cara: Dua cara: � Degradasi anaerobik dalam sludge tank /

activated sludge tank � Degradasi aerobik menggunakan trickling

bed filter.

PERLAKUAN SEKUNDERPERLAKUAN SEKUNDERPERLAKUAN SEKUNDERPERLAKUAN SEKUNDER

KEBUTUHAN OKSIGEN

� Kebutuhan oksigen mencerminkan proses biologis.

� Dinyatakan dalam Biological Oxygen Demand (BOD) yang merupakan kebutuhan oksigen untuk merombak senyawa organik dalam limbah cair selama 5 hari pada suhu 20oC.

� Dinyatakan juga dalam bentuk Chemical Oxygen Demand (COD) yang merupakan jumlah oksigen ang diperlukan untuk mengoksidasi senyawa organik selama.

� Perbedaan BOD dan COD mencerminkan efisiensi proses biologi yang dilakukan.

KEBUTUHAN OKSIGEN 2

� Untuk menghilangkan sisa senyawa organik Untuk menghilangkan sisa senyawa organik Untuk menghilangkan sisa senyawa organik Untuk menghilangkan sisa senyawa organik dan mineral (biasanya berbeaya tinggi dan dan mineral (biasanya berbeaya tinggi dan dan mineral (biasanya berbeaya tinggi dan dan mineral (biasanya berbeaya tinggi dan tidak selalu dibutuhkan). tidak selalu dibutuhkan). tidak selalu dibutuhkan). tidak selalu dibutuhkan). � Fosfat dapat diendapkan dengan

flokulasi menggunakan garam yang mengandung aluminium, besi atau kalsium.

� Mikroba pathogen dapat dihilangkan dengan khlorinasi atau penyinaran UV.

� Arang aktif dapat digunakan untuk menghilangkan senyawa oganik rekalsitran.

PERLAKUAN TERSIERPERLAKUAN TERSIERPERLAKUAN TERSIERPERLAKUAN TERSIER

PARAMETER HASIL OLAHAN

� BOD (Biological Oxigen Demand)BOD (Biological Oxigen Demand)BOD (Biological Oxigen Demand)BOD (Biological Oxigen Demand)� COD (Chemical Oxigen Demand)COD (Chemical Oxigen Demand)COD (Chemical Oxigen Demand)COD (Chemical Oxigen Demand)� SS (Suspended Solid)SS (Suspended Solid)SS (Suspended Solid)SS (Suspended Solid)� TSS (Total Suspended Solid)TSS (Total Suspended Solid)TSS (Total Suspended Solid)TSS (Total Suspended Solid)� N-Ammonium (Nitrogen Removal)N-Ammonium (Nitrogen Removal)N-Ammonium (Nitrogen Removal)N-Ammonium (Nitrogen Removal)� N-Nitrit (Nitrogen Removal)N-Nitrit (Nitrogen Removal)N-Nitrit (Nitrogen Removal)N-Nitrit (Nitrogen Removal)� P-Phospat (Phospourus Removal)P-Phospat (Phospourus Removal)P-Phospat (Phospourus Removal)P-Phospat (Phospourus Removal)� pHpHpHpH