Penerapan Konsep Larutan Elektrolit dan Konsep Redoks dalam Mengatasi Masalah Lingkungan
Berdirinya pabrik-pabrik menimbulkan dilema bagi pemerintah dan masyarakat. Di satu sisi, keberadaan pabrik membantu pemerintah mengurangi angka pengangguran. Akan tetapi, adanya pabrik justru menimbulkan masalah bagi lingkungan. Air limbah pabrik yang tidak diolahatau diolah secara tidak benar dapat merusak lingkungan karena air limbah mengandung zat pencemar, seperti senyawa organik dan logam berat. Ada beberapa cara pengolahan limbah, di antaranya pengolahan secara fisika, kimia, dan biologi.
a. Pengolahan Secara Fisika
Pada umumnya, sebelum dilakukan pengolahan lanjutan terhadap air buangan, bahan-bahan tersuspensi berukuran besar dan yang mudah mengendap atau bahan-bahan yang terapung disisihkan terlebih dahulu. Penyaringan (screening) merupakan cara yang efisien dan murah untuk menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar. Bahan tersuspensi yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan proses pengendapan.
Proses flotasi banyak digunakan untuk menyisihkan bahan-bahan yang mengapung seperti minyak dan lemak agar tidak mengganggu proses pengolahan berikutnya. Flotasi juga dapat digunakan sebagai cara penyisihan bahan-bahan tersuspensi (clarification) atau pemekatan lumpur endapan (sludge thickening) dengan memberikan aliran udara ke atas (air flotation). Proses filtrasi di dalam pengolahan air buangan biasanya dilakukan untuk mendahului proses adsorpsi atau proses reverse osmosis-nya. Tujuannya untuk menyisihkan sebanyak mungkin partikel tersuspensi dari dalam air agar tidak mengganggu proses adsorpsi atau menyumbat membran yang digunakan dalam proses osmosis.
Proses adsorpsi dengan karbon aktif dilakukan untuk menghilangkan senyawa aromatik (misalnya: fenol) dan senyawa organik terlarut lainnya terutama jika diinginkan untuk menggunakan kembali air buangan tersebut. Teknologi membran (reverse osmosis) biasanya diaplikasikan untuk unitunit pengolahan kecil, terutama jika pengolahan ditujukan untuk menggunakan kembali air yang diolah. Biaya instalasi dan operasinya sangat mahal.
b. Pengolahan Secara Kimia
Pengolahan air buangan secara kimia biasanya dilakukan untuk menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid), logam-logam berat, senyawa fosfor, dan zat organik beracun. Proses ini dilakukan dengan cara menambahkan bahan kimia tertentu ke dalam air limbah. Penyaringan bahan-bahan tersebut pada prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahan-bahan tersebut, yaitu dari tidak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan (flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi dan juga berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi.
Pengendapan bahan tersuspensi yang tidak mudah larut dilakukan dengan menambahkan elektrolit yang memiliki muatan yang berlawanan dengan muatan koloidnya agar terjadi netralisasi muatan koloid tersebut, sehingga akhirnya dapat diendapkan. Agar terjadi pengendapan logamlogam berat atau senyawa fosfor, air diberi perlakuan khusus terlebih dahulu dengan pengondisian pH air. Penyisihan logam berat dan senyawa fosfor dilakukan dengan menambahkan larutan alkali (misalnya air kapur) sehingga membentuk endapan hidroksida dari logam-logam tersebut atau endapan hidroksiapatit.
Penghilangan bahan-bahan organik beracun seperti fenol dan sianida pada konsentrasi rendah dapat dilakukan dengan mengoksidasinya dengan klor (Cl2), kalsium permanganat, aerasi, ozon hidrogen peroksida. Pada dasarnya kita dapat memperoleh efisiensi tinggi dengan pengolahan secara kimia, akan tetapi biaya pengolahan menjadi mahal karena memerlukan bahan kimia.
c. Pengolahan Secara Biologi
Semua air buangan yang biodegradable dapat diolah secara biologi. Pengolahan limbah cair dengan proses biologi umumnya digunakan untuk menghilangkan bahan-bahan organik terlarut dan koloidal yang membutuhkan biaya yang cukup mahal untuk menghilangkannya. Dalam beberapa dasawarsa telah berkembang berbagai metode pengolahan biologi dengan segala modifikasinya. Pada dasarnya, reaktor pengolahan secara biologi dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu:
1. reaktor pertumbuhan tersuspensi (suspended growth reactor);
2. reaktor pertumbuhan lekat (attached growth reactor).
Jika menggunakan reaktor pertumbuhan tersuspensi, mikroorganisme tumbuh dan berkembang dalam keadaan tersuspensi. Proses lumpur aktif yang banyak dikenal berlangsung dalam reaktor jenis ini. Proses lumpur aktif merupakan proses aerobik, pada proses ini mikroba tumbuh dalam
flok (lumpur) yang terdispersi, pada flok inilah akan terjadi proses degradasi. Proses lumpur aktif berlangsung dalam reaktor dengan pencampuran sempurna dilengkapi dengan umpan balik (recycle) lumpur dan cairannya. Di dalam reaktor pertumbuhan lekat, mikroorganisme tumbuh di atas media pendukung dengan membentuk lapisan tipis untuk melekatkan dirinya. Berbagai modifikasi telah banyak dikembangkan selama ini, antara lain:
1. trickling filter,
2. cakram biologi,
3. filter terendam, dan
4. reaktor fluidisasi.
Seluruh modifikasi ini dapat menghasilkan efisiensi penurunan BOD sekitar 80%–90%. Ditinjau dari segi lingkungan di mana berlangsung proses penguraian secara biologi, proses ini dapat dibedakan menjadi dua jenis:
1. proses aerob, yang berlangsung dengan hadirnya oksigen;
2. proses anaerob, yang berlangsung tanpa adanya oksigen.
Apabila BOD air buangan tidak melebihi 400 mg/L, proses aerob masih dapat dianggap lebih ekonomis dibandingkan proses anaerob. Pada BOD lebih tinggi dari 4.000 mg/L, proses anaerob menjadi lebih ekonomis
