Cara Kerja Instalasi Pengelolaan Air Limbah IPAL

Cara Kerja Instalasi Pengelolaan Air Limbah IPAL Domestik dan Industri

Cara Kerja Mesin Clarifier IPAL

Instalasi Pengelolaan Air Limbah atau IPAL merupakan bangunan yang memiliki fungsi untuk menjernihkan air limbah. Lokasi pembangunan IPAL di Indonesia dapat kita jumpai di Kawasan Industri, Kawasan Perkantoran maupun Hunian dan Apartemen.

Pembangunan Instalasi Pengelolaan Air Limbah memiliki tujuan agar limbah yang dihasilkan oleh Industri, Perkantoran maupun Hunian serta Apartemen tidak mencemari lingkungan sekitar.

Pembuangan air limbah domestik yang tidak diolah ke sungai dapat menimbulkan dampak kesehatan yang serius seperti tifus, disentri, diare, muntah, dan malabsorpsi (Kesari, 2021).

Pada artikel ini, kita akan belajar lebih lanjut terkait bagaimana cara kerja instalasi pengelolaan air limbah yang umum kita jumpai di Indonesia.

IPAL singkatan dari Instalasi Pengelolaan Air Limbah merupakan bahasa indonesia dari Wastewater Treatment Plant.

IPAL dibagi menjadi kategori IPAL Domestik (Domestic Wastewater Treatment Plant) dan IPAL Industri (Industrial Wastewater Treatment Plant). Sedangkan IPAL Domestik itu sendiri dibagi menjadi IPAL komunal (Decentralized) dan IPAL sentral (Centralized).

Perbedaan IPAL Domestik dan Industri

IPAL domestik dan IPAL industri dapat dibedakan berdasarkan karakteristik serta sumber air limbah buangannya.

IPAL domestik, sesuai namanya bersumber dari pemukiman penduduk. Sedangkan IPAL industri berasal dari limbah industri.

IPAL domestik pada umumnya memiliki kandungan organik yang dominan. Berbeda dengan IPAL domestik, IPAL industri memiliki dominasi kandungan yang sesuai dengan produksinya.

Sebagai contoh, Industri logam serta permesinan akan menghasilkan limbah berupa scrap dari logam. Sedangkan industri farmasi akan didominasi limbah kimia serta garam industri.

Karakteristik Air Limbah Domestik

Air limbah domestik biasanya dibagi menjadi dua kategori, yaitu air hitam (black water) dan air abu (grey water) (Widyarani, 2022).

Black water merupakan air buangan dari toilet yang mengandung bahan organik, nitrogen, dan fosfor yang tinggi.

Sedangkan grey water adalah semua air limbah selain toilet, termasuk dari wastafel, pancuran, dan cucian.

Karakteristik Air Limbah Industri

Meskipun sejumlah besar air dibutuhkan untuk berbagai proses industri, hanya sebagian kecil saja yang dimasukkan ke dalam produk dan hilang karena penguapan, sisanya masuk ke aliran air sebagai air limbah.

Air Limbah Industri dapat dikategorikan berdasarkan pada jenis industrinya. Pada industri Tekstil, pada umumnya air limbah sangat basa, berwarna, serta memiliki nilai COD dan padatan tersuspensi yang tinggi (Muralikrishna, 2017).

Pada area Padang Sumatra Barat, Gresik Jawa Timur, dan Makasar terkenal dengan industri semen. Air limbah Tndustri Semen mengandung padatan tersuspensi serta beberapa garam anorganik.

Pada area Cilegon Banten dan Batu Licin Kalimantan Selatan, terkenal dengan industri baja. Sehingga Air limbah industri baja mengandung pH rendah, asam, sianida, fenol, bijih, kokas, batu kapur, alkali, minyak, kerak pabrik, dan padatan tersuspensi halus.

Pada area Kabupaten Majalengka Jawa Barat dan Kabupaten Kendal Jawa Tengah, terkenal dengan industri Tekstil. Air limbah industri Tekstil mengandung Sangat basa, berwarna, COD, suhu dan padatan tersuspensi tinggi.

Tujuan Dibangunnya Pengelolaan Air Limbah

Air limbah yang tidak diolah dapat mencemari badan air (Widyarani, 2022).

Air limbah mengandung komponen anorganik dan organik yang dapat membahayakan organisme akuatik serta mencemari sumber air tanah.

Sebagai contoh, Air di sekitar pegunungan yang jauh dari pemukiman penduduk memiliki kualitas air yang sangat jernih. Air di Pegunungan belum tercemar oleh limbah domestik maupun limbah industri.

Apabila di Perkotaan dan Kawasan Industri di Indonesia memiliki sistem instalasi pengelolaan air limbah (IPAL), kualitas air Sungai-sungai di Indonesia akan mendekati kejernihan sungai di pegunungan.

Air Limbah yang sudah melalui proses treatment juga dapat digunakan untuk penggunaan kembali (Sakti, 2024).

Tentunya melalui proses pengolahan yang ketat dan penggunaannya tidak diperuntukkan untuk diminum secara langsung. Kita dapat menggunakan air hasil olahan untuk menyiram toilet atau menyiram tanaman.

Prinsip Cara Kerja Instalasi Pengelolaan Air Limbah

Pengolahan air limbah adalah proses yang membuang dan menghilangkan kontaminan dari air limbah.

Pada artikel ini, prinsip kerja instalasi pengelolaan air limbah dibagi menjadi IPAL Komunal atau Domestik dan IPAL Industri.

Prinsip Kerja IPAL Domestik

Fungsi dasar pengolahan air limbah adalah untuk mempercepat proses alami pemurnian air. Ada dua tahap dasar dalam pengolahan limbah, yaitu tahap primer dan tahap sekunder.

Pada tahap primer, padatan dibiarkan mengendap dan dibuang dari air limbah.

Tahap sekunder menggunakan proses biologis untuk memurnikan air limbah lebih lanjut. Terkadang, tahap-tahap ini digabungkan menjadi satu operasi.

Tahap Primer Teknologi IPAL Domestik/Komunal

Pengolahan limbah primer melibatkan sedimentasi limbah padat di dalam air. Hal ini dilakukan setelah menyaring kontaminan yang lebih besar di dalam air.

Air limbah dialirkan melalui beberapa tangki dan filter yang memisahkan air dari kontaminan.

Lumpur yang dihasilkan dari penjernih primer atau tangki sedimentasi kemudian dimasukkan ke dalam digester, tempat berlangsungnya pengolahan lebih lanjut.

Pengolahan limbah primer menggunakan gravitasi dan proses fisik untuk menghilangkan material yang dapat mengapung atau mengendap di air.

Tangki sedimentasi pengolahan primer diharapkan dapat menghilangkan 50-70% padatan tersuspensi dan 25-40% kebutuhan oksigen biologis (BOD) dari limbah.

Tahap Sekunder Teknologi IPAL Domestik/Komunal

Tahap pengolahan air limbah sekunder menghilangkan kotoran dari air menggunakan proses bakteri. Tahap ini secara biologis menghilangkan kontaminan dari air menggunakan mikroorganisme.

Hal ini terjadi setelah tahap prapengolahan dan pengolahan primer menghilangkan banyak padatan tersuspensi dari air menggunakan proses fisik dan gravitasi.

Pengolahan sekunder menghilangkan lebih dari 90% padatan tersuspensi yang tersisa dari air limbah.

Instalasi pengolahan air limbah menerapkan metode pengolahan aerobik, anaerobik, atau anoksik untuk mengolah air selama pengolahan sekunder. Setiap metode memanfaatkan jenis koloni bakteri yang berbeda.

Sistem pengolahan aerobik mengubah kontaminan organik menjadi produk akhir seperti air, karbon dioksida, dan mikroorganisme tambahan.

Metode pengolahan ini menggunakan mikroorganisme dengan proses metabolisme yang membutuhkan oksigen.

Sistem pengolahan aerobik menggunakan aerasi untuk memasok air limbah dengan oksigen, yang memberi makan mikroorganisme yang kemudian mengonsumsi limbah dari air limbah.

Sedangkan proses anaerobik bekerja tanpa oksigen untuk mengubah kontaminan organik menjadi gas metana.

Proses ini bekerja tanpa oksigen dalam bentuk apa pun dan sering terjadi di tanki tertutup.

Di dalam tanki, bakteri anaerobik memecah limbah organik.

Proses anaerobik menggunakan lebih sedikit energi daripada proses aerobik karena tidak memerlukan peralatan untuk memompa oksigen ke dalam air limbah.

Terakhir, pengolahan anoksik mengolah air menggunakan mikroba dengan proses metabolisme yang tidak memerlukan oksigen.

Proses ini berlangsung tanpa oksigen molekuler bebas, tetapi dapat berlangsung dengan adanya sejumlah oksigen dalam bentuk sulfat, nitrat, atau nitrit.

Selain IPAL komunal, beberapa pabrik sering kali menggunakan teknologi proses ini untuk mendenitrifikasi air limbah yang mengandung kadar nitrogen tinggi.

Prinsip Kerja IPAL Industri

Pengolahan air limbah industri memiliki perbedaan baik dari teknologi maupun pengelompokan proses dengan IPAL domestik.

Pada artikel ini, prinsip kerja IPAL dikelompokkan berdasarkan pada karakteristik polutan pada air limbah.

Air Limbah yang Mengandung Limbah Padatan

Sebagian besar padatan dapat dihilangkan menggunakan teknologi sedimentasi sederhana dengan padatan yang diperoleh kembali sebagai bubur atau lumpur.

Padatan yang sangat halus dan padatan dengan kepadatan yang mendekati kepadatan air menimbulkan masalah khusus.

Dalam kasus seperti itu, penyaringan atau ultrafiltrasi mungkin diperlukan. Meskipun demikian, flokulasi dapat digunakan, menggunakan garam tawas atau penambahan polielektrolit.

Air Limbah yang Mengandung Minyak

Air limbah dari industri skala besar seperti kilang minyak, pabrik petrokimia, pabrik kimia, dan pabrik pengolahan gas alam umumnya mengandung minyak dan padatan tersuspensi dalam jumlah besar. 

Industri tersebut menggunakan teknologi yang dikenal sebagai pemisah minyak-air API yang dirancang untuk memisahkan minyak dan padatan tersuspensi dari limbah cairnya.

Air Limbah yang Mengandung Bahan Organik

Bahan organik yang dapat terurai secara hayati yang berasal dari tumbuhan atau hewan biasanya dapat diolah menggunakan proses pengolahan air limbah konvensional seperti teknologi Activated Sludge dan/atau teknologi Trickling filters (TFs).

Air Limbah yang Mengandung Minyak dan Alkali

Asam dan basa biasanya dapat dinetralkan dalam kondisi yang terkendali (netral).

Namun, netralisasi sering kali menghasilkan endapan yang memerlukan penanganan sebagai residu padat yang bisa juga beracun.

Air Limbah yang Mengandung Bahan Beracun

Bahan-bahan beracun termasuk banyak bahan organik, logam (seperti seng, perak, kadmium, talium, dll.), asam, alkali, unsur-unsur non-logam (seperti arsenik atau selenium) umumnya tahan terhadap proses biologis kecuali jika sangat encer.

Logam sering kali dapat diendapkan dengan mengubah pH atau dengan pengolahan dengan bahan kimia lainnya.

Namun, banyak yang tahan terhadap pengolahan atau mitigasi dan mungkin memerlukan konsentrasi diikuti dengan penimbunan atau daur ulang.

Bahan organik terlarut dapat dibakar dalam air limbah dengan Teknologi Proses Oksidasi.

Kesimpulan Teknologi IPAL Domestik dan Industri

Instalasi Pengolahan Air Limbah atau IPAL merupakan bangunan yang bertugas mengolah air limbah.

Air limbah mengandung komponen anorganik dan organik yang dapat membahayakan biota akuatik dan mencemari sumber air tanah jika tidak dikelola dengan baik.

Berdasarkan karakteristik dan sumber pembuangan air limbah, dapat dibedakan antara instalasi pengolahan air limbah domestik / komunal dan air limbah industri.

Sesuai dengan namanya, IPAL domestik mengolah air limbah yang berasal dari kawasan pemukiman. Sedangkan IPAL industri mengolah air limbah yang beradal dari buangan hasil industri.

Referensi

Kesari, K. K., Soni, R., Jamal, Q. M. S., Tripathi, P., Lal, J. A., Jha, N. K., Siddiqui, M. H., Kumar, P., Tripathi, V., & Ruokolainen, J. (2021). Wastewater Treatment and Reuse: a Review of its Applications and Health Implications. Dalam Water, Air, & Soil Pollution (Vol. 232, Issue 5). Springer Science and Business Media LLC. https://doi.org/10.1007/s11270-021-05154-8

Muralikrishna, I. V., & Manickam, V. (2017). Industrial Wastewater Treatment Technologies, Recycling, and Reuse. Dalam Environmental Management (hlm. 295–336). Elsevier. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-811989-1.00013-0

Sakti, A. Y. N., Babel, S., Laohhasurayotin, K., & Opaprakasit, P. (2024). Water-Energy Nexus Flow Analysis of a Wastewater Treatment Plant in Thailand. Dalam IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 1368, Issue 1, hlm. 012010). IOP Publishing. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1368/1/012010

Widyarani, Wulan, D. R., Hamidah, U., Komarulzaman, A., Rosmalina, R. T., & Sintawardani, N. (2022). Domestic wastewater in Indonesia: generation, characteristics and treatment. Dalam Environmental Science and Pollution Research (Vol. 29, Issue 22, hlm. 32397–32414). Springer Science and Business Media LLC. https://doi.org/10.1007/s11356-022-19057-6