View
220
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
8/18/2019 01. Pengolahan limbah cair pabrik gula.doc
1/8
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR
DAN LIMBAH GAS (ASAP DAN
DEBU) DARI PABRIK GULA
Disusun Oleh :
DESLIANA PUTRI
116!"
#AKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
UNI$ERSITAS SLAMET RI%ADI
SURAKARTA
!1&
8/18/2019 01. Pengolahan limbah cair pabrik gula.doc
2/8
I' DE#INISI LIMBAH
Limbah adalah buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik
industri maupun domestik (rumah tangga). Dimana masyarakat bermukim,
disanalah berbagai jenis limbah akan dihasilkan. Ada sampah, ada air kakus (black water), dan ada air buangan dari berbagai aktivitas domestik lainnya (grey water).
Limbah padat lebih dikenal sebagai sampah, yang seringkali tidak dikehendaki
kehadirannya karena tidak memiliki nilai ekonomis. Bila ditinjau secara kimiawi,
limbah ini terdiri dari bahan kimia enyawa organik dan enyawa anorganik.
Dengan konsentrasi dan kuantitas tertentu, kehadiran limbah dapat berdampak
negati! terhadap lingkungan terutama bagi kesehatan manusia, sehingga perlu
dilakukan penanganan terhadap limbah. "ingkat bahaya keracunan yang
ditimbulkan oleh limbah tergantung pada jenis dan karakteristik limbah.
K*+eis+i* li,-h
#. Berukuran mikro
$. Dinamis
%. Berdampak luas (penyebarannya)
&. Berdampak jangka panjang (antar generasi)
Li,-h In.us+i
Berdasarkan karakteristiknya limbah industri dapat dibagi menjadi empat
bagian yaitu '
#. Limbah cair biasanya dikenal sebagai entitas pencemar air. omponen
pencemaran air pada umumnya terdiri dari bahan buangan padat, bahan
buangan organik dan bahan buangan anorganik $. Limbah padat
%. Limbah gas dan partikel
II' PENGOLAHAN LIMBAH CAIR PABRIK GULA DENGAN
PROSES O/ONISASI
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.
umber 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 BD yang tinggi (sampai *+++ mgl) dan padatan tersuspensi
yang kadar organiknya relati! rendah. Air limbah yang terkumpul mempunyai
BD yang berkisar dari %++ sampai $+++ mgl dan " dari $++ sampai -++mgl, tergantung pada !aktor proses produksi yang terjadi di dalam pabrik
khususnya pada proses pemurnian gula. Limbah cair pabrik gula pada umumnya
tidak mengandung limbah berbahaya atau beracun.
8/18/2019 01. Pengolahan limbah cair pabrik gula.doc
3/8
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 eolit
maupun bahan pengendap (koagulan) tawas dan perlakuan menggunakan oon(%). /eolit digunakan untuk mengikat koloid0koloid dalam limbah, tawas
ber!ungsi mengendapkan koloid dan oon untuk mereduksi senyawa organik, bau,
warna dan menurunkan 1D dan BD. ebelum diman!aatkan sebagai adsorben,
dilakukan proses aktivasi terhadap eolit alam yang akan dipakai. Aktivasi
terhadap eolit dapat dilakukan dengan dua cara yaitu secara !isis dan secara
kimiawi.
2roses 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 BD dan 1D dalam air limbah semakin tinggi. ehingga
kurang e!ekti! untuk digunakan dan juga dapat merusak alat0alat proses. lehkarena itu diperlukan suatu tindakan untuk menurunkan nilai BD dan 1D,
sehingga apabila air limbah tersebut digunakan kembali untuk tujuan proses akan
menjadi lebih aman. Lebih0lebih lagi bila air limbah tersebut langsung dibuang ke
sungai.
"awas 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. ehingga 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 oonisasi nantinya didapatkan hasil yang optimal karena
semakin kecil ukuran butiran tawas maka daya penyerapannya semakin tinggi.
Demikian juga untuk eolit, dimaksudkan untuk menyerap koloid0koloid yang
ada dalam limbah, akan tetapi harga eolit lebih mahal dibandingkan harga tawas.
edangkan pemakaian kapur tujuan utamanya adalah menaikkan p3 limbah agar
4 -,+. 3al ini dikarenakan oon lebih e!ekti! bekerja pada p3 4 5,+ (ke arah
basa).
2enambahan bahan0bahan pembantu, seperti tawas, eolit maupun kapur,
sangat membantu kerja oon. arena tawas dan eolit merupakan bahan koagulan
dan absorben yang sangat e!ekti! dan harganya murah, sehingga koloid0koloid
yang ada dalam limbah diserap oleh bahan0bahan tersebut kemudian senyawa
yang lain dioksidasi oleh oon. edangkan kapur ber!ungsi menaikkan p3 limbahmenjadi lebih basa. arena pada kondisi basa kerja oon sangat e!isien. ehingga
pada penambahan kapur nilai 1D dapat turun sangat signi!ikan.
6as on (%) dapat ber!ungsi sebagai pembersih, penghilang bau serta bahan
desin!ektan yang mampu membunuh semua mikroorganisme seperti bakteri,
virus, jamur dsb. on merupakan bahan pengoksida yang sangat kuat kedua
setelah !luorin. on sebelum dan sesudah bereaksi dengan unsur lain akan selalu
menghasilkan oksigen ($) sehingga teknologi oon sangat ramah terhadap
linkungan. on merupakan gas triatomic allotrope oksigen yang dapat
terbnentuk akibat adanya rekombinasi atom0atom oksigen.
P0ses Pe,-en+u*n O0n
8/18/2019 01. Pengolahan limbah cair pabrik gula.doc
4/8
on dihasilkan dengan pelbagai persenyawaan kimia, tetapi mekanisme
utama penghasilan dan perpindahan dalam atmos!er adalah penyerapan tenaga
sinar ultraviolet (78) dari matahari. on (%) dihasilkan apabila $ menyerap
sinar ultraviolet pada jarak gelombang $&$ nanometer dan disingkirkan dengan
!otosintesis dari sinar bagi jarak gelombang yang besar dari $9+ nm. % jugamerupakan penyerap utama sinar 78 antara $++ dan %%+ nm. 2enggabungan
proses0proses ini e!ekti! dalam meneruskan kekonstanan bilangan oon dalam
lapisan dan penyerapan 9+: sinar 78.
2embuatan oon yang digunakan adalah dengan metoda plasma lucutan
terhalang dielektrik (dielectric barrier discharge) (*,;) atau karena lucutannya
yang nyaris tak terdengar maka metode ini sering dikatakan metode plasma
lucutan senyap. 7ntuk mendukung penyempurnaan aplikasi, dengan metode ini
akan dirancang bangun oonier dengan keluaran daya #.+++ < #.*++ watt.
eunggulan teknologi lucutan senyap dibanding dengan teknologi sinar 78
adalah e!isiensi oon yang dihasilkan lebih besar.
Dari skema ooniser lucutan senyap tersebut dapat dijelaskan dalam gambar #tenaga eksternal yang merupakan tegangan tinggi A1 dibebankan pada bagian
elektroda tabung ooniser lucutan senyap sehingga pada celah lucutandaerah
antara lapisan dielektrik dengan elektroda akan terjadi lucutan0lucutan mikro yang
kelistrikannya secara keseluruhan dapat dijabarkan dengan kuantitas rerata.
omponen 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 ber!ungsi sebagai sumber !ilamen arus yang berisi elektron energetik.
Te.2+ ! ,3, 00nie .in+n4 4i+u:
#. "ipe 2alte dengan elektroda datar dan isolator ( glass dielectrics)
$. "ipe tabung dengan elektroda silinder koaksial (cylindrical electrodes coaxial)
dan isolator gelas silinder.
isi yang mempunyai tegangan tinggi didinginkan dengan konveksi (pemindahan
panas dengan sirkulasi) sedangkan sisi bertegangan rendah didinginkan dengan
air. 7dara dilewatkan dimana elektroda0elektroda dan teroonisasi oleh tegangan
listrik yang ada diantara udara tersebut. 2roduksi oon biasanya sampai &: berat
udara yang dilewatkan dengan kebutuhan energi sekitar $* kwhkg oon yangdihasilkan.
P0ses O0nissi Li,-h Ci
#. Limbah cair yang dijadikan sampel adalah limbah cair keluaran proses
kristalisasi gula dan keluaran unit pendingin dan lain sebagainya dikumpulkan
pada sebuah kolam e=ualisasi lalu dipompakan ke tangki reaktor untuk
dicampurkan dengan gas oon. 6as oon yang masuk dalam tangki reaktor
bereaksi mengoksidasi senyawa organik dan membunuh bakteri patogen pada
limbah cair$. Limbah cair yang sudah teroksidasi kemudian dialirkan ke tangki koagulasi
untuk dicampurkan koagulan. Lantas proses sedimentasi pada tangki
8/18/2019 01. Pengolahan limbah cair pabrik gula.doc
5/8
berikutnya. 2ada proses ini, polutan mikro, logam berat dan lain0lain sisa hasil
proses oksidasi dalam tangki reaktor dapat diendapkan.
%. elanjutnya dilakukan proses penyaringan pada tangki !iltrasi. 2ada tangki ini
terjadi proses adsorpsi, yaitu proses penyerapan at0at pollutan yang
terlewatkan pada proses koagulasi. /at0at polutan akan dihilangkan permukaan karbon akti!. Apabila seluruh permukaan karbon akti! ini sudah
jenuh, atau tidak mampu lagi menyerap maka proses penyerapan akan
berhenti, dan pada saat ini karbon akti! harus diganti dengan karbon akti! baru
atau didaur ulang dengan cara dicuci. Air yang keluar dari !ilter karbon akti!
untuk selanjutnya dapat dibuang dengan aman ke sungai.
on akan larut dalam air untuk menghasilkan hidroksil radikal (03), sebuah
radikal bebas yang memiliki potential oksidasi yang sangat tinggi ($.- 8), jauh
melebihi oon (#.5 8) dan chlorine (#.%; 8). 3idroksil radikal adalah bahan
oksidator yang dapat mengoksidasi berbagai senyawa organik (!enol, pestisida,
atraine, ">", dan sebagainya). ebagai contoh, !enol yang teroksidasi olehhidroksil radikalakan berubah menjadi hydro=uinone, resorcinol, cathecol untuk
kemudian teroksidasi kembali menjadi asam o?alic dan asam !ormic, senyawa
organik asam yang lebih kecil yang mudah teroksidasi dengan kandungan oksigen
yang di sekitarnya. ebagai hasil akhir dari proses oksidasi hanya akan didapatkan
karbon dioksida dan air (2urwadi, $++#). 3idroksil 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. 2ada saringan karbon akti! akan terjadi proses
adsorpsi, yaitu proses penyerapan at0at yang akan diserap oleh permukaan
karbon akti!. Apabila seluruh permukaan karbon akti! ini sudah jenuh, proses
penyerapan akan berhenti. @aka, karbon akti! harus diganti baru atau didaur ulang
dengan cara dicuci (>>, $++$).
Dengan peman!aatan sistem oonisasi 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. "eknologi ini,
selain e!isiensi waktu juga cukup ekonomis, karena tidak memerlukan tempat
instalasi yang luas.
III' PENGELOLAAN LIMBAH GAS (ASAP DAN DEBU)PABRIK GULA
enyawa pencemar udara itu sendiri digolongkan menjadi (a) senyawa
pencemar primer, dan (b) senyawa pencemar sekunder. enyawa pencemar primer
adalah senyawa pencemar yang langsung dibebaskan dari sumber sedangkan
senyawa pencemar sekunder ialah senyawa pencemar yang baru terbentuk akibat
antar0aksi dua atau lebih senyawa primer selama berada di atmos!er. Dari sekian
banyak senyawa pencemar yang ada, lima senyawa yang paling sering dikaitkan
dengan pencemaran udara ialah' karbonmonoksida (1), oksida nitrogen (>?),
oksida sul!ur (?), hidrokarbon (31), dan partikulat (debu).
2encemaran udara dari pada pabrik gula berupa asap dan debu, yang dapat
menyebabkan sejumlah penyakit perna!asan seperti in!eksi saluran perna!asan
pada manusia disekitar pabrik tersebut, iritasi mata dan lain0lain. 7ntuk
8/18/2019 01. Pengolahan limbah cair pabrik gula.doc
6/8
menanggulanginya dibutuhkan pengendalian pencemaran udara. 2engendalian ini
dapat dilakukan dengan dua cara yaitu pengendalian pada sumber pencemar dan
pengenceran limbah gas. 2engendalian pada sumber pencemar merupakan metode
yang lebih e!ekti! karena hal tersebut dapat mengurangi keseluruhan limbah gas
yang akan diproses dan yang pada akhirnya dibuang ke lingkungan. Di dalamsebuah pabrik kimia, pengendalian pencemaran udara terdiri dari dua bagian yaitu
penanggulangan emisi debu dan penanggulangan emisi senyawa pencemar.
dealnya demikian pula yang harus dilakukan oleh pabrik tebu.
6una menekan tingkat pencemaran udara, pabrik tebu dapat mengelola asap
dan debu tersebut dengan jalan memisahkan partikel padatanya yang berada di
asap. >antinya partikel0partikel ini dalam jumlah yang cukup, bisa diolah menjadi
pupuk. arenanya suatu pabrik gula seharusnya dilengkapai dengan alat0alat
pemisah debu untuk memisahkan debu dari alirah gas buang. Debu dapat ditemui
dalam berbagai ukuran, bentuk, komposisi kimia, densitas, daya kohesi, dan si!at
higroskopik yang berbeda.
@aka dari itu, pemilihan alat pemisah debu yang tepat berkaitan dengantujuan akhir pengolahan dan juga aspek ekonomis. ecara umum alat pemisah
debu dapat diklasi!ikasikan menurut prinsip kerjanya'
Pemisah Brown
Alat pemisah debu yang bekerja dengan prinsip ini menerapkan prinsip
gerak partikel menurut Brown. Alat ini dapat memisahkan debu dengan
rentang ukuran +,+# < +,+* mikron. Alat yang dipatenkan dibentuk oleh
susunan !ilamen gelas dengan jarak antar !ilamen yang lebih kecil dari
lintasan bebas rata0rata partikel.
Penapisan
Deretan penapis atau !ilter bag akan dapat menghilangkan debu hingga +,#
mikron. usunan penapis ini dapat digunakan untuk gas buang yang
mengandung minyak atau debu higroskopik. Clectrostatic 2recipitator
Pengendap Elektrostatik
Alat ini mengalirkan tegangan yang tinggi dan dikenakan pada aliran gas
yang berkecepatan rendah. Debu yang telah menempel dapat dihilangkan
secara beraturan dengan cara getaran. euntungan yang diperoleh dari
penggunaan pengendap elektrostatik ini ialah didapatkannya debu yang
kering dengan ukuran rentang +,$ < +,* mikron. ecara teoritik seharusnya
partikel yang terkumpulkan tidak memiliki batas minimum.
Pengumpul Sentrifugal
2emisahan debu dari aliran gas didasarkan pada gaya sentri!ugal yang
dibangkitkan oleh bentuk saluran masuk alat. 6aya ini melemparkan partikel
ke dinding dan gas berputar (vorte?) sehingga debu akan menempel di
dinding serta terkumpul pada dasar alat. Alat yang menggunakan prinsip ini
digunakan untuk pemisahan partikel dengan rentang ukuran diameter hingga
#+ mikron lebih.
Pemisah Inersia
2emisah ini bekerja atas gaya inersia yang dimiliki oleh partikel dalamaliran gas. 2emisah ini menggunakan susunan penyekat sehingga partikel
akan bertumbukan dengan penyekat dan akan dipisahkan dari aliran !asa
8/18/2019 01. Pengolahan limbah cair pabrik gula.doc
7/8
gas. Alat yang bekerja berdasarkan prinsip inersia ini bekerja dengan baik
untuk partikel yang berukuran hingga * mikron.
Pengendapan dengan Gravitasi
Alat yang bekerja dengan prinsip ini meman!aatkan perbedaan gayagravitasi dan kecepatan yang dialami oleh partikel. Alat ini akan bekerja
dengan baik untuk partikel dengan ukuran yang lebih besar dari &+ mikron
dan tidak digunakan sebagi pemisah debu tingkat akhir. 2ada industri, yang
lebih maju terdapat juga beberapa alat yang dapat memisahkan debu dan gas
secara bersamaan (simultan). Alat0alat tersebut meman!aatkan si!at0si!at
!isik debu sekaligus si!at gas yang dapat terlarut dalam cairan. Beberapa
metoda umum yang dapat digunakan untuk pemisahan secara simultan
ialah'rrigated 1yclone crubber
enara Percik
2rinsip kerja menara percik ialah mengkontakkan aliran gas yang berkecepatan rendah dengan aliran air yang bertekanan tinggi dalam bentuk
butiran. Alat ini merupakan alat yang relati! sederhana dengan kemampuan
penghilangan sedang (moderate). @enara percik mampu mengurangi
kandungan debu dengan rentang ukuran diameter #+0$+ mikron dan gas
yang larut dalam air.
Siklon Basah
@odi!ikasi dari siklon ini dapat menangani gas yang berputar lewat percikan
air. Butiran air yang mendandung partikel dan gas yang terlarut akan
dipisahkan dengan aliran gas utama atas dasar gaya sentri!ugal. lurry
dikumpulkan di bagian bawah siklon. iklon jenis ini lebih baik daripada
menara percik. entang ukuran debu yang dapat dipisahkan ialah antara %
8/18/2019 01. Pengolahan limbah cair pabrik gula.doc
8/8
Pencuci dengan Pengintian
2rinsip yang diterapkan adalah pertumbuhan inti dengan kondensasi dan
partikel yang dapat ditangani ialah partikel yang berdiameter hingga +,+#
mikron serta dikumpulkan pada permnukaan !ilamen.
Pembentur "urbulen
2embentur turben pada dasarnya ialah penyerapan partikel dengan cara
mengalirkan aliran gas lewat cairan yang berisi bola0bola pejal. 2artikel
dapat dipisahan dari aliran gas karena bertumbukkan dengan bola0bola
tersebut. C!isiensi penyerapan gas bergantung piada jumlah tahap yang
digunakan.
Recommended