Halaman
KIMIA SMA Jilid 1138Kemajuan industri tekstil, pulp, kertas, bahan kimia,obat-obatan, dan industri pangan di samping membawa dam-pak positif juga berdampak negatif. Dampak negatif yangditimbulkan antara lain menghasilkan air limbah yang mem-bahayakan lingkungan, karena mengandung bahan-bahankimia dan mikroorganisme yang merugikan.Cara mengatasi air limbah industri adalah dengan mela-kukan pengolahan air limbah tersebut sebelum dibuang kelingkungan. Pengolahan air limbah pada umumnya dilakukandengan metode biologi. Metode ini merupakan metode palingefektif dibandingkan metode kimia dan fisika. Salah satumetode biologi yang sekarang banyak berkembang adalahmetode lumpur aktif.Metode lumpur aktif memanfaatkan mikroorganisme(terdiri ± 95% bakteri dan sisanya protozoa, rotifer, dan jamur)sebagai katalis untuk menguraikan material yang terkandungdi dalam air limbah. Proses lumpur aktif merupakan prosesaerasi (membutuhkan oksigen). Pada proses ini mikrobatumbuh dalam flok (lumpur) yang terdispersi sehingga terjadiproses degradasi. Proses ini berlangsung dalam reaktor yangdilengkapi recycle/umpan balik lumpur dan cairannya. Lumpursecara aktif mereduksi substrat yang terkandung di dalam airlimbah. Reaksi:Organik + O2o CO2 + H2O + EnergiTahapan-tahapan pengolahan air limbah denganmetode lumpur aktif secara garis besar adalah sebagai berikut:1. Tahap awalPada tahap ini dilakukan pemisahan benda-benda asingseperti kayu, bangkai binatang, pasir, dan kerikil. Sisa-sisapartikel digiling agar tidak merusak alat dalam sistem danlimbah dicampur agar laju aliran dan konsentrasi partikelkonsisten.B. Lumpur Aktif Sebagai Aplikasi Redoks
Reaksi Oksidasi dan Reduksi SMA Jilid 11392. Tahap primerTahap ini disebut juga tahap pengendapan. Partikel-partikelberukuran suspensi dan partikel-partikel ringan dipisahkan,partikel-partikel berukuran koloid digumpalkan denganpenambahan elektrolit seperti FeCl3, FeCl2, Al2(SO4)3, danCaO.3. Tahap sekunderTahap sekunder meliputi 2 tahap yaitu tahap aerasi (metodelumpur aktif) dan pengendapan. Pada tahap aerasi oksigenditambahkan ke dalam air limbah yang sudah dicampurlumpur aktif untuk pertumbuhan dan berkembang biakmikroorganisme dalam lumpur. Dengan agitasi yang baik,mikroorganisme dapat melakukan kontak dengan materiorganik dan anorganik kemudian diuraikan menjadisenyawa yang mudah menguap seperti H2S dan NH3sehingga mengurangi bau air limbah.Tahap selanjutnya dilakukan pengendapan. Lumpur aktifakan mengendap kemudian dimasukkan ke tangki aerasi,sisanya dibuang. Lumpur yang mengendap inilah yangdisebut lumpur bulki.4. Tahap tersierTahap ini disebut tahap pilihan. Tahap ini biasanya untukmemisahkan kandungan zat-zat yang tidak ramah ling-kungan seperti senyawa nitrat, fosfat, materi organik yangsukar terurai, dan padatan anorganik. Contoh-contohperlakuan pada tahap ini sebagai berikut:a. Nitrifikasi/denitrifikasiNitrifikasi adalah pengubahan amonia (NH3 dalam airatau NH4+) menjadi nitrat (NO3–) dengan bantuan bakteriaerobik. Reaksi:2 NH4+(aq) + 3 O2(g) o 2 NO2–(aq) + 2 H2O(l) + 4 H+(aq)2 NO2–(aq) + O2(g) o 2 NO3–(aq)Denitrifikasi adalah reduksi nitrat menjadi gas nitrogenbebas seperti N2, NO, dan NO2.Senyawa NO3–o gas nitrogen bebasb. Pemisahan fosforFosfor dapat dipisahkan dengan cara koagulasi/penggumpalan dengan garam Al dan Ca, kemudiandisaring.
KIMIA SMA Jilid 1140Al2(SO4)314H2O(s) + 2 PO43–(aq) o 2 AIPO4(s) +3 SO42–(aq) + 14 H2O(l)5 Ca(OH)2(s) + 3 HPO4–2(aq) o Ca5OH(PO4)3(s) +6 OH–(aq) + 3 H2O(l)c. Adsorbsi oleh karbon aktif untuk menyerap zat pence-mar, pewarna, dan bau tak sedap.d. Penyaringan mikro untuk memisahkan partikel kecilseperti bakteri dan virus.e. Rawa buatan untuk mengurai materi organik dan anor-ganik yang masih tersisa dalam air limbah.5. DisinfektanDisinfektan ditambahkan pada tahap ini untuk menghilang-kan mikroorganisme seperti virus dan materi organikpenyebab bau dan warna. Air yang keluar dari tahap inidapat digunakan untuk irigasi atau keperluan industri,contoh Cl2.Reaksi: Cl2(g) + H2O(l) o HClO(aq) + H+(aq) + Cl–(aq)6. Pengolahan padatan lumpurPadatan lumpur dari pengolahan ini dapat diuraikan bakteriaerobik atau anaerobik menghasilkan gas CH4 untuk ba-han bakar dan biosolid untuk pupuk.Akan tetapi dalam pelaksanaannya metode lumpur aktifmenemui kendala-kendala seperti:1. Diperlukan areal instalasi pengolahan limbah yang luas,karena prosesnya berlangsung lama.2. Menimbulkan limbah baru yakni lumpur bulki akibat per-tumbuhan mikroba berfilamen yang berlebihan.3. Proses operasinya rumit karena membutuhkan pengawas-an yang cukup ketat.Berdasarkan berbagai penelitian, kelemahan metodelumpur aktif tersebut dapat diatasi dengan cara:1. Menambahkan biosida, yaitu H2O2 atau klorin ke dalamunit aerasi. Penambahan 15 mg/g dapat menghilangkansifat bulki lumpur hingga dihasilkan air limbah olahan cukupbaik. Klorin dapat menurunkan aktivitas mikroba yangberpotensi dalam proses lumpur aktif. Metode ini hasilpenelitian Sri Purwati, dkk. dari Balai Besar Penelitian danPengembangan Industri Selulosa, Bandung.
Reaksi Oksidasi dan Reduksi SMA Jilid 11411. Pengertian reaksi oksidasi:a. Berdasarkan pengikatan dan pelepasan oksigen, reaksi oksidasi adalahreaksi pengikatan oksigen.b. Berdasarkan pengikatan dan pelepasan elektron, reaksi oksidasi adalahreaksi pelepasan elektron.c. Berdasarkan kenaikkan dan penurunan bilok, reaksi oksidasi adalahreaksi kenaikkan bilok.2. Pengertian reaksi reduksi:a. Berdasarkan pengikatan dan pelepasan oksigen, reaksi reduksi adalahreaksi pelepasan oksigen.b. Berdasarkan pengikatan dan pelepasan elektron, reaksi reduksi adalahreaksi pengikatan elektron.c. Berdasarkan kenaikkan dan penurunan bilok, reaksi reduksi adalahreaksi penurunan bilok.3. Reaksi redoks adalah reaksi di mana terjadi reaksi oksidasi dan reduksisecara bersama-sama.2. Memasukkan karbon aktif ke tangki aerasi lumpur aktif(mekanisme bioregenerasi). Cara ini efisien untuk mengu-rangi kandungan warna maupun organik dengan biayayang lebih ekonomis. Metode ini diperkenalkan oleh RudyLaksmono Widajatno dalam disertasinya di Department ofEnvironmental Engineering pada bulan Juni 2006.3. Emulsi zeroMetode ini digunakan untuk mereduksi endapan lumpurbulki dengan teknologi ozon (ozonisasi). Proses ozonisasimampu membunuh bakteri (sterilization), menghilangkanwarna (decoloration), menghilangkan bau (deodoration),dan dapat menguraikan senyawa organik (degradation).Proses ini lebih menguntungkan dibanding menggunakanklorin yang hanya mampu membunuh bakteri saja. Metodeini diperkenalkan oleh Hidenari Yasui dari Kurita Co, Jepangdalam Jurnal International Water Science Technologytahun 1994.