PENGOLAHAN LIMBAH CAIR PABRIK GULA DENGAN PROSES OZONISASI
Dalam proses produksi gula dari tanaman tebu yang diproses sampai menjadi gula kasar atau gula murni hingga mempunyai nilai jual yang tinggi, memiliki hasil samping produk berupa limbah. Limbah yang dihasilkan berupa limbah padat yaitu ampas tebu dari proses penggilingan dan penyaringan kotoran setelah dari proses pemerasan tebu, juga limbah cair yang berasal dari air pendingin kondensor baromatik, air pendingin, air proses dari pencucian pada penghilangan warna, pencucian endapan saringan tekan, dan air cuci peralatan pabrik.
Sumber utama air limbah adalah air pendingin pada kondensor barometik, air proses dari pencucian pada penghilangan warna, pencucian endapan saringan tekan, dan air cuci lantai dan alat, mempunyai laju alir lebih rendah tetapi mempunyai nilai BOD yang tinggi (sampai 5000 mg/l) dan padatan tersuspensi yang kadar organiknya relatif rendah. Air limbah yang terkumpul mempunyai BOD yang berkisar dari 300 sampai 2000 mg/l dan TSS dari 200 sampai 800 mg/l, tergantung pada faktor proses produksi yang terjadi di dalam pabrik khususnya pada proses pemurnian gula. Limbah cair pabrik gula pada umumnya tidak mengandung limbah berbahaya atau beracun.
Langkah yang harus dilakukan untuk mengurangi pencemaran, khususnya pencemaran air adalah dengan mengolah air buangan tersebut sebelum di buang ke badan sungai, salah satu langkah yang dapat dilakukan untuk mengurangi tingkat pencemaran yaitu dengan penyerapan (adsorbsi) menggunakan zeolit maupun bahan pengendap (koagulan) tawas dan perlakuan menggunakan ozon (O3). Zeolit digunakan untuk mengikat koloid-koloid dalam limbah, tawas berfungsi mengendapkan koloid dan ozon untuk mereduksi senyawa organik, bau, warna dan menurunkan COD dan BOD. Sebelum dimanfaatkan sebagai adsorben, dilakukan proses aktivasi terhadap zeolit alam yang akan dipakai. Aktivasi terhadap zeolit dapat dilakukan dengan dua cara yaitu secara fisis dan secara kimiawi.
Proses yang dilakukan selama ini adalah limbah dienapkan dalam kolam dan dilakukan aerasi, setelah satu hari mengendap kemudian beningannya disirkulasi kembali lagi ke dalam pabrik untuk keperluan proses. Dari perlakuan semacam ini dimungkinkan BOD dan COD dalam air limbah semakin tinggi. Sehingga kurang efektif untuk digunakan dan juga dapat merusak alat-alat proses. Oleh karena itu diperlukan suatu tindakan untuk menurunkan nilai BOD dan COD, sehingga apabila air limbah tersebut digunakan kembali untuk tujuan proses akan menjadi lebih aman. Lebih-lebih lagi bila air limbah tersebut langsung dibuang ke sungai.
Tawas merupakan bahan koagulan yang sering digunakan di pengolahan air minum ataupun pada air buangan domestik dan industri, ini disebabkan bahwa tawas dapat mengurangi konsentrasi warna, bau, kekeruhan. Sehingga nantinya diinginkan hasil akhir pengolahan air limbah yang cukup jernih. Dalam ini perlakuan limbah yang pertama digunakan koagulan tawas yang telah dihaluskan, sehingga dalam proses ozonisasi nantinya didapatkan hasil yang optimal karena semakin kecil ukuran butiran tawas maka daya penyerapannya semakin tinggi. Demikian juga untuk zeolit, dimaksudkan untuk menyerap koloid-koloid yang ada dalam limbah, akan tetapi harga zeolit lebih mahal dibandingkan harga tawas. Sedangkan pemakaian kapur tujuan utamanya adalah menaikkan pH limbah agar > 8,0. Hal ini dikarenakan ozon lebih efektif bekerja pada pH > 7,0 (ke arah basa).
Penambahan bahan-bahan pembantu, seperti tawas, zeolit maupun kapur, sangat membantu kerja ozon. Karena tawas dan zeolit merupakan bahan koagulan dan absorben yang sangat efektif dan harganya murah, sehingga koloid-koloid yang ada dalam limbah diserap oleh bahan-bahan tersebut kemudian senyawa yang lain dioksidasi oleh ozon. Sedangkan kapur berfungsi menaikkan pH limbah menjadi lebih basa. Karena pada kondisi basa kerja ozon sangat efisien. Sehingga pada penambahan kapur nilai COD dapat turun sangat signifikan.
Gas Ozon (O3) dapat berfungsi sebagai pembersih, penghilang bau serta bahan desinfektan yang mampu membunuh semua mikroorganisme seperti bakteri, virus, jamur dsb. Ozon merupakan bahan pengoksida yang sangat kuat kedua setelah fluorin. Ozon sebelum dan sesudah bereaksi dengan unsur lain akan selalu menghasilkan oksigen (O2) sehingga teknologi ozon sangat ramah terhadap linkungan. Ozon merupakan gas triatomic allotrope oksigen yang dapat terbnentuk akibat adanya rekombinasi atom-atom oksigen.
Proses Pembentukan Ozon
Ozon dihasilkan dengan pelbagai persenyawaan kimia, tetapi mekanisme utama penghasilan dan perpindahan dalam atmosfer adalah penyerapan tenaga sinar ultraviolet (UV) dari matahari. Ozon (O3) dihasilkan apabila O2 menyerap sinar ultraviolet pada jarak gelombang 242 nanometer dan disingkirkan dengan fotosintesis dari sinar bagi jarak gelombang yang besar dari 290 nm. O3 juga merupakan penyerap utama sinar UV antara 200 dan 330 nm. Penggabungan proses-proses ini efektif dalam meneruskan kekonstanan bilangan ozon dalam lapisan dan penyerapan 90% sinar UV.
O2 + radisi UV 2 O* O* + O2 O3 
Pembuatan ozon yang digunakan adalah dengan metoda plasma lucutan terhalang dielektrik (dielectric barrier discharge) (5,6) atau karena lucutannya yang nyaris tak terdengar maka metode ini sering dikatakan metode plasma lucutan senyap. Untuk mendukung penyempurnaan aplikasi, dengan metode ini akan dirancang bangun ozonizer dengan keluaran daya 1.000 – 1.500 watt. Keunggulan teknologi lucutan senyap dibanding dengan teknologi sinar UV adalah efisiensi ozon yang dihasilkan lebih besar.
Dari skema ozoniser lucutan senyap tersebut dapat dijelaskan dalam gambar 1 tenaga eksternal yang merupakan tegangan tinggi AC dibebankan pada bagian elektroda tabung ozoniser lucutan senyap sehingga pada celah lucutan/daerah antara lapisan dielektrik dengan elektroda akan terjadi lucutan-lucutan mikro yang kelistrikannya secara keseluruhan dapat dijabarkan dengan kuantitas rerata. Komponen pendukung dalam alat ini diantaranya yaitu rangkaian osilator, rangkaian penguat day dan tegangan. Awalnya rangkaian osilator memberi sinyal bolak balik kemudian daya ditingkatkan oleh rangkaian penguat daya dan selanjutnya oleh rangkaian pelipat tegangan. Adanya penutup dielektrik pada salah satu elektroda merupakan kunci dari keistimewaan lucutan senyap karena dielektrik berfungsi sebagai sumber filamen arus yang berisi elektron energetik.
Terdapat 2 macam ozonizer diantaranya yaitu:
1. Tipe Palte dengan elektroda datar dan isolator (glass dielectrics)
2. Tipe tabung dengan elektroda silinder koaksial (cylindrical electrodes coaxial) dan isolator gelas silinder. Sisi yang mempunyai tegangan tinggi didinginkan dengan konveksi (pemindahan panas dengan sirkulasi) sedangkan sisi bertegangan rendah didinginkan dengan air. Udara dilewatkan dimana elektroda-elektroda dan terozonisasi oleh tegangan listrik yang ada diantara udara tersebut. Produksi ozon biasanya sampai 4% berat udara yang dilewatkan dengan kebutuhan energi sekitar 25 kwh/kg ozon yang dihasilkan.
Proses Ozonisasi Limbah Cair
1. Limbah cair yang dijadikan sampel adalah limbah cair keluaran proses kristalisasi gula dan keluaran unit pendingin dan lain sebagainya dikumpulkan pada sebuah kolam equalisasi lalu dipompakan ke tangki reaktor untuk dicampurkan dengan gas ozon. Gas ozon yang masuk dalam tangki reaktor bereaksi mengoksidasi senyawa organik dan membunuh bakteri patogen pada limbah cair
2. Limbah cair yang sudah teroksidasi kemudian dialirkan ke tangki koagulasi untuk dicampurkan koagulan. Lantas proses sedimentasi pada tangki berikutnya. Pada proses ini, polutan mikro, logam berat dan lain-lain sisa hasil proses oksidasi dalam tangki reaktor dapat diendapkan.
3. Selanjutnya dilakukan proses penyaringan pada tangki filtrasi. Pada tangki ini terjadi proses adsorpsi, yaitu proses penyerapan zat-zat pollutan yang terlewatkan pada proses koagulasi. Zat-zat polutan akan dihilangkan permukaan karbon aktif. Apabila seluruh permukaan karbon aktif ini sudah jenuh, atau tidak mampu lagi menyerap maka proses penyerapan akan berhenti, dan pada saat ini karbon aktif harus diganti dengan karbon aktif baru atau didaur ulang dengan cara dicuci. Air yang keluar dari filter karbon aktif untuk selanjutnya dapat dibuang dengan aman ke sungai.
Ozon akan larut dalam air untuk menghasilkan hidroksil radikal (-OH), sebuah radikal bebas yang memiliki potential oksidasi yang sangat tinggi (2.8 V), jauh melebihi ozon (1.7 V) dan chlorine (1.36 V). Hidroksil radikal adalah bahan oksidator yang dapat mengoksidasi berbagai senyawa organik (fenol, pestisida, atrazine, TNT, dan sebagainya). Sebagai contoh, fenol yang teroksidasi oleh hidroksil radikalakan berubah menjadi hydroquinone, resorcinol, cathecol untuk kemudian teroksidasi kembali menjadi asam oxalic dan asam formic, senyawa organik asam yang lebih kecil yang mudah teroksidasi dengan kandungan oksigen yang di sekitarnya. Sebagai hasil akhir dari proses oksidasi hanya akan didapatkan karbon dioksida dan air (Purwadi, 2001). Hidroksil radikal berkekuatan untuk mengoksidasi senyawa organik juga dapat dipergunakan dalam proses sterilisasi berbagai jenis mikroorganisma, menghilangkan bau, dan menghilangkan warna pada limbah cair. Dengan demikian akan dapat mengoksidasi senyawa organik serta membunuh bakteri patogen. Pada saringan karbon aktif akan terjadi proses adsorpsi, yaitu proses penyerapan zat-zat yang akan diserap oleh permukaan karbon aktif. Apabila seluruh permukaan karbon aktif ini sudah jenuh, proses penyerapan akan berhenti. Maka, karbon aktif harus diganti baru atau didaur ulang dengan cara dicuci (NN, 2002).
Dengan pemanfaatan sistem ozonisasi ini pihak pabrik tidak hanya dapat mengolah limbahnya tapi juga akan dapat menggunakan kembali air limbah yang telah terproses (daur ulang) atau dapat langsung dibuang ke sungai. Teknologi ini, selain efisiensi waktu juga cukup ekonomis, karena tidak memerlukan tempat instalasi yang luas.
Referensi:
NN. 2002. Ozone In Water Treatment Progressive. Environmental Co Osmonics Inc.
PURWADI, A. 2001. Studi dan Pembuatan Generator Ozon Menggunakan Lucutan Listrik. Jurnal Nusantara Kimia, Vol. VIII, No. 1
No comments:
Post a Comment