Upaya Preventif Pencemaran Limbah Industri: Teknologi Pengolahan Limbah Tekstil PT Unitex Bogor dengan Sistem Lumpur Aktif

Lumpur aktif (activated sludge) adalah proses pertumbuhan mikroba tersuspensi. Proses ini pada dasarnya merupakan pengolahan aerobik yang mengoksidasi material organik menjadi CO2 dan H2O, NH4. dan sel biomassa baru. Proses ini menggunakan udara yang disalurkan melalui pompa blower (diffused) atau melalui aerasi mekanik. Sel mikroba membentuk flok yang akan mengendap di tangki penjernihan. Kemampuan bakteri dalam membentuk flok menentukan keberhasilan pengolahan limbah secara biologi, karena akan memudahkan pemisahan partikel dan air limbah. Lumpur aktif dicirikan oleh beberapa parameter, antara lain, Indeks Volume Lumpur (Sludge Volume Index = SVI) dan Stirred Sludge Volume Index (SSVI).

Perbedaan antara dua indeks tersebut tergantung dari bentuk flok, yang diwakili oleh faktor bentuk (Shape Factor = S). Sistem pengolah lumpur aktif baik untuk domestik maupun industri mengandung 1-5% padatan total dan 95-99% bulk water (liqour ?). Pembuangan kelebihan lumpur dilakukan dengan mengurangi volume lumpur melalui proses pengepresan (dewatering). Konsentrasi besi yang tinggi konsentrasi besi yang tinggi, 70-90% dalam bentuk Fe (III), ditemukan dalam lumpur aktif. akumulasi besi dapat berasal dari influent air limbah atau melalui penambahan FeSO4yang digunakan untuk menghilangkan fosfor. Sebagai contoh pengolahan limbah sistem lumpur aktif adalah Unit Pengelolaan Air Limbah PT Unitex. Unit ini mampu mengolah limbah lebih dari 200 m2 per hari. Proses pengelolaan terbagi atas tiga tahap pemrosesan, yaitu : 1. Proses Primer, meliputi penyaringan kasar, penghilangan warna, equalisasi, penyaringan halus, pendinginan, 2. Proses Sekunder, biologi dan sedimentasi dan 3. Proses Tersier, tahap lanjutan dengan penambahan bahan kimia.

Sistem yang digunakan dalam PAL PT Unitex merupakan perpaduan antara proses fisika, kimia dan biologi. Yang paling berperan dalam hal pengurangan bahan-bahan pencemar adalah proses biologi yang menggunakan sistem lumpur aktif dengan extented aeratio. Selain limbah cair, terdapat juga limbah padat berupa lumpur yang merupakan hasil samping dari sistem pengolahan yang digunakan. Lumpur hasil olahan digunakan sebagai bahan campuran pembuatan coneblock dan batako press serta pupuk organik. Hal ini merupakan salah satu alternatif dan langkah lebih maju dari PT Unitex dalam memanfaatkan kembali limbah padat.

Pengolah Limbah Tekstil PT Unitex, Bogor

Indonesia dalam satu dasa warsa ini dikenal sebagai penghasil tekstil yang besar disamping India dan Pakistan. Dalam proses produksi industri tekstil banyak menggunakan bahan kimia dan air. Bahan kimia yang digunakan antara lain untuk proses pencucian, pemutihan, dan pewarnaan. Akibat dari itu pencemaran lingkungan menjadi masalah bagi masyarakat yang tinggal disekitar industri tekstil. Mengingat pentingnya industri tekstil sebagai penghasil devisa negara dan perlunya perlindungan lingkungan, maka diperlukan adanya teknologi pengolah limbah tekstil yang handal. Salah satu contoh pengolahan limbah tekstil yang hingga saat ini beroperasi adalah pengolahan limbah tekstil milik PT Unitex di Bogor.

Gagasan unit pengolah limbah tekstil di PT Unitex lahir dari Presiden Direktur Mr. S. Okabe karena pada tahun tersebut belum ada perusahaan yang dapat dijadikan contoh dalam pengolahan air limbah. Kemudian rancang bangunnya dilaksanakan oleh perusahaan induknya di Jepang, yaitu Unitika Ltd. Dalam perkembangan selanjutnya terus mengalami perbaikan dan penambahan sejalan dengan peningkatan produksi. PT Unitex merupakan pabrik tekstil terpadu. Proses produksinya meliputi pemintalan (spinning), pertenunan (weaving), pencelupan (dyeing) dan penyelesaian akhir (finishing). Pada umumnya polutan yang terkandung dalam limbah industri tekstil dapat berupa padatan tersuspensi, padatan terlarut serta gas terlarut. Karakteristik limbah pada umumnya bersifat alkalis (pH = 7), suhunya tinggi serta berwarna pekat. Untuk menghilangkan polutan tersebut, diperlukan pengolahan yang dapat memisahkan dan menghancurkan polutan yang terkandung didalamnya.

Instalasi Pengelolaan Air Limbah PT Unitex dibangun Tahun 1988 di atas tanah seluas 4000 m2, dan mampu mengolah limbah tekstil lebih dari 2000 m3/hari. Pengolahan limbah tektil ini diterapkan di PT Unitex, Jalan Pajajaran Tajur, Bogor. Jawa Barat

Proses pengolahan air limbah PT Unitex terbagi atas tiga tahap pemrosesan, yaitu :

1. Proses primer yang meliputi penyaringan kasar, penghilangan warna, ekualisasi, penyaringan halus, pendinginan.
2. Proses sekunder yang meliputi proses biologi dan sedimentasi.
3. Proses tersier yang merupakan tahap lanjutan dengan penambahan bahan kimia.

Melalui upaya pengelolaan yang telah dilakukan, maka air limbah yang dibuang tidak akan mencemari lingkungan. Biaya investasi pembangunan instalasi ini hanya sekitar 2% dari total investasi atau sekitar 2,5 milyard rupiah. Sistem pengolah limbah yang digunakan merupakan perpaduan antara proses fisika, kimia, dan biologi. Proses yang berperan dalam pengurangan bahan pencemar adalah proses biologi yang menggunakan sistem lumpur aktif dengan aerasi lanjutan (extended aeration).

Selain limbah cair terdapat pula limbah padat yang berupa lumpur, hasil samping dari sistem pengolahan yang digunakan. Lumpur hasil olahan digunakan sebagai bahan campuran pembuatan conblock dan batako press serta pupuk organik. Hal ini merupakan salah satu alternatif dan langkah lebih maju dari PT Unitex dalam memanfaatkan kembali limbah padat.

Gambar 1 Unit Pengolah Limbah Tekstil Kapasitas 200 m3/hari.

Gambar 2 Bak penampung yang masih panas.

Gambar 3 Bak pengendap pertama

Gambar 4 Pemberian koagulan (ferro sulfat) untuk menghilangkan warna.

Gambar 5 Bak pengendap (clarifier) setelah diberi koagulan ferro sulfat.

Gambar 6 Menara pendingin (Colling Tower) sebelum air masuk ke dalam bak aerasi.

Gambar 7 Bak aerasi tahap petama

Gambar 8 Lumpur aktif dari bak pengendap akhir dikembalikan ke bak aerasi tahap pertama.

Gambar 9 Bak pengendap akhir

Gambar 10 Contoh air di bak pengendap akhir.

Gambar 11 Air hasil olahan sebelum dibuang ke lingkungan.

Gambar 12 Bioassay

Gambar 13 Contoh air baku sampai dengan air hasil olahan.

CARA PEMBUATAN

Urutan proses pengolahan limbah di PT Unitex secara garis besar dibagi dalam 5 unit proses yang meliputi proses primer, sekunder, dan tersier, yaitu :

• Unit 1 : adalah proses penghilangan warna dengan sistem koagulasi dan sedimentasi.
• Unit 2 : adalah proses penguraian bahan organik yang terkandung di dalam air limbah dengan sistem lumpur aktif.
• Unit 3 : adalah proses pemisahan air yang telah bersih dengan lumpur aktif dari kolam aerasi.
• Unit 4 : adalah proses penghilangan padatan tersuspensi setelah pengendapan.
• Unit 5 : adalah proses pemanfaatan lumpur padat setelah pengepresan di belt press.

Untuk jelasnya lihat Gambar 14 Sistem Pengolah Limbah Lumpur Aktif PT Unitex.

Proses Pengolahan Limbah

Proses pengolahan air limbah PT Unitex terbagi menjadi tiga tahap pemrosesan, yaitu :

1. Proses primer, Proses primer merupakan perlakuan pendahuluan yang meliputi : a). Penyaringan kasar,
   b). Penghilangan warna,
   c). Ekualisasi,
   d). Penyaringan halus, dan
   e). Pendinginan.
2. Proses sekunder, Proses biologi dan sedimentasi.
3. Proses tersier, merupakan tahap lanjutan setelah proses biologi dan sedimentasi.

Adapun waktu yang dibutuhkan untuk tiap-tiap proses dapat dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Dimensi, Debit Air Masuk, dan Waktu Tinggal dari masing-masing Unit Pengolah Limbah Cair PT Unitex.

Unit Penanganan	Jumlah	Vol Tangki (m3)	Total Vol (m3)	Debit (m3/hari)	Waktu Retensi
Kolam equalisasi Limbah air warna	2	59 + 56	115	1200	2.3 jam
Limbah air umum	1	653	653	1800	8.7 jam
Tangki Koagulasi I	1	3.1	3.6	720	7.2 menit
Tangki Sedimentasi I	2	14.2	28.4	720	25 menit
Kolam Aerasi	3	2(1250) + 925	3425	3000	27.4 jam
Tangki Sedimentasi II	1	407	407	3394	2.9 jam
Tangki Koagulasi II	1	6	6	3394	2.5 menit
Tangki Intermeadiat	1	57	57	3394	24 menit
Tangki Sedimentasi III	1	178	178	3394	1.26 jam
Kolam Ikan	1	15	15	3394	6.4 menit

Gambar 14 Sistem Pengolah Limbah Lumpur Aktif PT Unitex 

Proses Primer

1. Penyaringan Kasar

Air limbah dari proses pencelupan dan pembilasan dibuang melalui saluran pembuangan terbuka menuju pengolahan air limbah. Saluran tersebut terbagi menjadi dua bagian, yakni saluran air berwarna dan saluran air tidak berwarna. Untuk mencegah agar sisa-sisa benang atau kain dalam air limbah terbawa pada saat proses, maka air limbah disaring dengan menggunakan saringan kasar berdiameter 50 mm dan 20 mm.

1. Penghilangan Warna

Limbah cair berwarna yang berasal dari proses pencelupan setelah melewati tahap penyaringan ditampung dalam dua bak penampungan, masing-masing berkapasitas 64 m3 dan 48 m3, air tersebut kemudian dipompakan ke dalam tangki koagulasi pertama (volume 3,1 m3) yang terdiri atas tiga buah tangki, yaitu : Pada tangki pertama ditambahkan koagulasi FeSO4 (Fero Sulfat) konsentrasinya 600 – 700 ppm untuk pengikatan warna. Selanjutnya dimasukkan ke dalam tangki kedua dengan ditambahkan kapur (lime) konsentrasinya 150 – 300 ppm, gunanya untuk menaikkan pH yang turun setelah penambahan FeSO4. Dari tangki kedua limbah dimasukkan ke dalam tangki ketiga pada kedua tangki tersebut ditambahkan polimer berkonsentrasi 0,5 – 0,2 ppm, sehingga akan terbentuk gumpalan-gumpalan besar (flok) dan mempercepat proses pengendapan.

Setelah gumpalan-gumpalan terbentuk, akan terjadi pemisahan antara padatan hasil pengikatan warna dengan cairan secara gravitasi dalam tangki sedimentasi. Meskipun air hasil proses penghilangan warna ini sudah jernih, tetapi pH-nya masih tinggi yaitu 10, sehingga tidak bisa langsung dibuang ke perairan. Untuk menghilangkan unsur-unsur yang masih terkandung didalamnya, air yang berasal dri koagulasi I diproses dengan sistem lumpur aktif. Cara tersebut merupakan perkembangan baru yang dinilai lebih efektif dibandingkan cara lama yaitu air yang berasal dari koagulasi I digabung dalam bak ekualisasi.

Tabel 2. Hasil pengamatan konsentrasi, debit, dan laju penambahan koagulan
dan flokulan terhadap limbah air warna (Rapto, 1996)

Agent	Konsentrasi (kg/l)	Debit (l/jam)	Laju Penambahan (kg/jam)
Fe SO4	0.21	13.28	2.84
Lime	0.11	806.76	86.44
Polimer ANP-10	2. 10-4	561.60	0.11

Tabel 3. Efisiesi removal proses koagulasi dan flokulasi air limbah warna
Tahun 1994 (Rapto, 1996)

Parameter	Inlet (mg/l)	Outlet (mg/l)	Efisiensi removal (%)
TSS	132.33	17.33	86.9
BOD5	266.12	54.92	79.4
COD	432.33	112.00	74.1
DO	0.4	0.25	37.5

1. Ekualisasi

Bak ekualisasi atau disebut juga bak air umum memiliki volume 650 m3 menampung dua sumber pembuangan yaitu limbah cair tidak berwarna dan air yang berasal dari mesin pengepres lumpur. Kedua sumber pembuangan pengeluarkan air dengan karakteristik yang berbeda. Oleh karena itu untuk memperlancar proses selanjutnya air dari kedua sumber ini diaduk dengan menggunakan blower hingga mempunyai karakteristik yang sama yaitu pH 7 dan suhunya 32oC. Sebelum kontak dengan sistem lumpur aktif, terlebih dahulu air melewati saringan halus dan cooling tower, karena untuk proses aerasi memerlukan suhu 32oC. Untuk mengalirkan air dari bak ekualisasi ke bak aerasi digunakan dua buah submerble pump atau pompa celup (Q= 60 m3/jam).

1. Saringan Halus (Bar Screen f = 0,25 in)

Air hasil ekualisasi dipompakan menuju saringan halus untuk memisahkan padatan dan larutan, sehingga air limbah yang akan diolah bebas dari padatan kasar berupa sisa-sisa serat benang yang masih terbawa.

1. Cooling Tower

Karakteristik limbah produksi tekstil umumnya mempunyai suhu antara 35-40oC, sehingga memerlukan pendinginan untuk menurunkan suhu yang bertujuan mengoptimalkan kerja bakteri dalam sistem lumpur aktif. Karena suhu yang diinginkan adalah berkisar 29-30oC.

Proses Sekunder

a. Proses Biologi

Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) PT Unitex memiliki tiga bak aerasi dengan sistem lumpur aktif, yang pertama berbentuk oval mempunyai beberapa kelebihan dibandingkan dengan bentuk persegi panjang. Karena pada bak oval tidak memerlukan blower sehingga dapat menghemat biaya listrik, selain itu perputaran air lebih sempurna dan waktu kontak bakteri dengan limbah lebih merata serta tidak terjadi pengendapan lumpur seperti layaknya terjadi pada bak persegi panjang. Kapatas dari ketiga bak aerasi adalah 2175 m3. Pada masing-masing bak aerasi ini terdapat sparator yang mutlak diperlukan untuk memasok oksigen ke dalam air bagi kehidupan bakteri. Parameter yang diukur dalam bak aerasi dengan sistem lumpur aktif adalah DO, MLSS, dan suhu. Dari pengalaman yang telah dijalani, parameter-parameter tersebut dijaga sehingga penguraian polutan yang terdapat dalam limbah dapat diuraikan semaksimal mungkin oleh bakteri. Oksigen terlarut yang diperlukan berkisar 0,5 – 2,5 ppm, MLSS berkisar 4000 – 6000 mg/l, dan suhu berkisar 29 – 30oC.

1. Proses Sedimentasi

Bak sedimentasi II (volume 407 m3) mempunyai bentuk bundar pada bagian atasnya dan bagian bawahnya berbentuk kronis yang dilengkapi dengan pengaduk (agitator) dengan putaran 2 rph. Desain ini dimaksudkan untuk mempermudah pengeluaran endapan dari dasar bak. Pada bak sedimentasi ini akan terjadi settling lumpur yang berasal dari bak aerasi dan endapan lumpur ini harus segera dikembalikan lagi ke bak aerasi (return sludge=RS), karena kondisi pada bak sedimentasi hampir mendekati anaerob. Besarnya RS ditentukan berdasarkan perbandingan nilai MLSS dan debit RS itu sendiri. Pada bak sedimentasi ini juga dilakukan pemantauan kaiment (ketinggian lumpur dari permukaan air) dan MLSS dengan menggunakan alat MLSS meter.

4.4. Proses Tersier

Pada proses pengolahan ini ditambah bahan kimia, yaitu Alumunium Sulfat (Al2(SO4)3), Polimer dan Antifoam (Silicon Base); untuk mengurangi padatan tersuspensi yang masih terdapat dalam air. Tahap lanjutan ini diperlukan untuk memperoleh kualitas air yang lebih baik sebelum air tersebut dibuang ke perairan.

Air hasil proses biologi dan sedimentasi selanjutnya ditampung dalam bak interdiet (Volume 2m3) yang dilengkapi dengan alat yang disebut inverter untuk mengukur level air, kemudian dipompakan ke dalam tangki koagulasi (volume 3,6 m3) dengan menggunakan pompa sentrifugal. Pada tangki koagulasi ditambahkan alumunium sulfat (konsentrasi antara 150 – 300 ppm) dan polimer (konsentrasi antara 0,5 – 2 ppm), sehingga terbentuk flok yang mudah mengendap. Selain kedua bahan koagulan tersebut juga ditambahkan tanah yang berasal pengolahan air baku (water teratment) yang bertujuan menambah partikel padatan tersuspensi untuk memudahkan terbentuknya flok.

Pada tangki koagulasi ini terdapat mixer (pengaduk) untuk mempercepat proses persenyawaan kimia antara air dan bahan koagulan, juga terdapat pH kontrol yang berfungsi untuk memantau pH effluent sebelum dikeluarkan ke perairan. Setelah penambahan koagulan dan proses flokulasi berjalan dengan sempurna, maka gumpalan-gumpalan yang berupa lumpur akan diendapkan pada tangki sedimentasi III (volume = 178 m3). Hasil endapan kemudian dipompakan ke tangki penampungan lumpur yang selanjutnya akan diolah dengan belt press filter machine.

HASIL YANG PERNAH DICAPAI

Sebagai gambaran hasil proses dari Unit Pengolah Limbah Tekstil tersebut adalah sebagai berikut :

Tabel 4. Hasil Pengamatan Konsentrasi, Debit, dan Laju Penambahan
Koagulan dan Flokulan Pada Tangki Koagulasi II, tahun 1994 (Rapto, 1996).

Agent	Kosentrasi (kg/l)	Debit (l/jam)	Laju Penambahan (kg/jam)
Al2(SO4)3	0.30	128.95	38.69
Polimer ANP-10	5. 10-4	53.21	0.03

Tabel 5. Efisiensi Removal Proses Koagulan dan Flokulasi Air Limbah
Pada Penanganan Tersier, Tahun 1994 (Rapto, 1996).

Parameter	Inlet (mg/l)	Outlet (mg/l)	Efisiensi Removal (%)
TSS	22.00	9.00	59.10
BOD5	46.69	25.09	46.30
COD	93.33	50.09	46.30

Parameter Pantau

A. Kimia

1. COD (Chemical Oxygen Demand) : Jumlah oksigen (ppm O2) yang dibutuhkan untuk mengoksidasi K2Cr2O7 yang digunakan sebagai sumber oksigen (oxidizing agent).
2. BOD (Biochemical Oxygen Demand) : Suatu analisis empiris yang mencoba mendekati secara global proses-proses mikrobiologi yang benar-benar terjadi didalam air. Angka BOD adalah jumlah oksigen (ppm O2) yang dibutuhkan oleh bakteri untuk mengoksidasi hampir semua zat organis yang terlarut dan sebagian zat organis yang tersuspensi dalam limbah cair.
3. DO (Dissolved Oksigen) : Jumlah oksigen (ppm O2) yang terlarut dalam air dan merupakan kebutuhan mutlak bagi mikroorganisma (khususnya bakteri) dalam menguraikan zat organik.
4. pH (Derajat Keasaman) : Didefinisikan sebagai pH = – log (H+) yang menunjukkan tingkat keasaman atau kebasaan.

1. Fisika

1. MLSS (Mixed Liqour Suspended Solid) : Jumlah seluruh padatan tersuspensi dalam suatu cairan (ppm) yang menggambarkan kepekatan lumpur pada kolam aerasi khususnya.
2. SV30 (Sludge Volume = 30) : Lumpur yang mengendap secara gravitasi selama 30 menit (%) yang menunjukkan tingkat kelarutan oksigen dalam lumpur aktif.

1. Biologi

Parameter biologi yang diamati berupa mikroorganisme predator bakteri, diantaranya prozoa dan avertebrata lainnya.

Kualitas Influen dan Efluen IPAL PT Unitex 

Efisiensi sistem IPAL PT Unitex cuiup tinggi, terutama untuk TSS, BOD dan FE. Hanya sayang dalam analisis keberhasilan sistem lumpur aktif menjadi sulit karena parameter MLSS, MVSS, SVI dan mikrobiologinya kurang banyak diteliti.

Tabel 6. Efisiensi Total Rata-Rata IPAL PT Unitex (RIPTO, 1996)

Parameter	Inlet (air umum)	Outlet	Efisiensi
Air Umum pH	11.35	7.26	36.03
TSS (mg/l)	84.00	7.00	91.66
BOD5 (mg/l)	97.50	2.70	97.00
COD (mg/l)	428.50	162.70	62.03
Fe (mg/l)	2.33	0.07	96.99

 Sumber: http://www.kelair.bppt.go.id/Sitpa/Artikel/Tekstil/tekstil.html

              https://cindypuspitasarii.wordpress.com/2016/03/31/teknologi-pengolahan-limbah-tekstil-pt-unitex-bogor-dengan-sistem-lumpur-aktif/

ANALISIS

      Berdasarkan contoh diatas, PT Unitex telah mengoperasikan perusahaannya sesuai dengan ketentuan hukum yang berlaku perihal perusahaan industri tekstil yang ramah lingkungan. Hal tersebut dibuktikan perusahaan dengan melakukan pengolahan limbah cair secara biologi dengan menggunakan lumpur aktif yang didalamnya terdapat mikroorganisme. Dari hasil yang didapat, dapat terlihat bahwa limbah yang diolah terlebih dahulu dengan limbah yang sama sekali tidak diolah memiliki perbedaan yang cukup signifikan, terutama kandungan zat yang berada didalamnya, Dengan demikian, diharapkan dengan adanya sistem pengolahan limbah tersebut dap