I.PENDAHULUAN1.1Latar BelakangLimbah adalah buangan yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomi. (Ritonga, 2011). Limbah merupakan salah satu permasalahan yang cukup pelik mengingat banyak kasus pelanggaran regulasi penanganan limbah yang dilakukan oleh pengusaha dan pedagang Indonesia. Limbah yang mengandung bahan pencemar akan mengubah kualitas lingkungan, bila lingkungan tersebut tidak mampu memulihkan kondisinya sesuai dengan daya dukung yang ada padanya. Oleh karena itu sangat perlu diketahui sifat limbah dan komponen bahan pencemar yang terkandung di dalam limbah tersebut. (Ritonga, 2011).Limbah yang dibahas dalam makalah ini dipersempit menjadi limbah bahan pangan. Umumnya, limbah bahan pangan mengandung banyak bahan-bahan organik. Apabila limbah organik ini masuk ke dalam ekosistem tanpa memperhatikan kandungan oksigen terlarut didalamnya (COD dan BOD), kemungkinan besar akan merusak ekosistem tersebut dan mematikan komponen biotik di dalamnya. Dari permasalahan ini, dapat disimpulkan bahwa penanganan limbah industri baik di bidang pangan maupun nonpangan sangat diperlukan untuk menjaga keseimbangan alam.

1.2Tujuan1. Mengetahui bagaimana cara penanganan limbah pada industri minuman ringan secara umum.2. Mengklasifikasikan tahap-tahap penanganan limbah (primer, sekunder, tersier) pada industri minuman ringan.

II.ISI2.1.Penanganan Limbah Secara PrimerTujuan utama pengolahan air limbah ialah untuk mengurai kandungan bahan pencemar di dalam air terutama senyawa organik, padatan tersuspensi, mikroba patogen, dan senyawa organik yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme yang terdapat di alam. Bila dilihat dari tingkat perlakuan pengolahan air limbah maka sistem pengolahan limbah cair dikalisifikasikan menjadi; Primary Treatment System, Secondary Treatment System, Tertiary Treatment System (Metcalf and Eddy, 1991).

Gambar 1. Sistem Pengolahan Limbah CairSetiap tingkatan treatmen terdiri pula atas sub- sub treatmen yang satu dengan lainnya berbeda, tergantung pada jenis parameter pencemar didalam limbah cair, volume limbah cair, dan kondisi fisik lingkungan .Ada beberapa proses yang dilalui air limbah agar limbah ini benar-benar bebas dari unsur pencemaran. Awalnya, air limbah harus dibebaskan dari benda terapung atau padatan melayang. Untuk itu diperlukan treatment pendahuluan (pretreatment). Pengolahan selanjutnya adalah mengendapkan partikel-partikel halus kemudian lagi menetralisasinya. Demikian tingkatan ini dilaksanakan sampai seluruh parameter pencemar dalam air buangan dapat dihilangkan (Grady and Lim, 1980).

Gambar 2. Tahapan Primary TreatmentTahapan primer dalam pengolahan limbah industri minuman berupa proses biomassa tersuspensi, diantaranya: Pengolahan Awal (Pretreatment)Tahap pengolahan ini melibatkan proses fisik yang bertujuan untuk menghilangkan padatan tersuspensi dan minyak dalam aliran air limbah. Beberapa proses pengolahan yang berlangsung pada tahap ini ialah screen and grit removal, equalization and storage, serta oil separation. Pengolahan Tahap Pertama (Primary Treatment)Pada dasarnya, pengolahan tahap pertama ini masih memiliki tujuan yang sama dengan pengolahan awal. Letak perbedaannya ialah pada proses yang berlangsung. Proses yang terjadi pada pengolahan tahap pertama ialah menghilangkan partikel-partikel padat organik melalui proses fisika, yakni neutralization, chemical addition and coagulation, flotation, sedimentation, dan filtration, sehingga partikel padat akan mengendap (disebut sludge) sedangkan partikel lemak dan minyak akan berada di atas / permukaan (disebut grease).

2.2 Penanganan Limbah Secara SekunderPengolahan sekunder disebut juga pengolahan biologis karena melibatkan aksi beberapa mikroba yang ada pada limbah ataupun penambahan beberapa mikroba ke dalam system tersebut. Menurut Rahayu (2008), pengolahan sekunder ini juga dilakukan untuk merombak campuran bahan organic terlarut melalui aktivitas mikroorganisme aerobic alami dan menghasilkan lumpur. Adapun reactor yang digunakan adalah sebagai berikut : Proses Lumpur Aktif dengan Aerasi Oksigen Murni. Pengolahan limbah dengan system lumpur aktif mulai dikembangkan di Inggris pada tahun 1914 oleh Arden dan Lockett. Proses ini mampu menstabilkan limbah secara aerobik. Istilah lumpur aktif diterapkan baik pada proses maupun padatan biologis di dalam unit pengolahan. Pengolahan ini termasuk pengolahan biologi, karena menggunakan bantuan mikroorganisma pada proses pengolahannya. Cara Kerja alat ini adalah sebagai berikut: Air limbah setelah dilakukan penyaringan dan equalisasi dimasukkan kedalam bak pengendap awal untuk menurunkan suspended solid. Air limpasan dari bak pengendap awal dialirkan ke kolam aerasi melalui satu pipa dan dihembus dengan udara sehingga mikroorganisma bekerja menguraikan bahan organik yang ada di air limbah. Dari bak bak aerasi air limbah dialirkan ke bak pengendap akhir, lumpur diendapkan, sebagian lumpur dikembalikan ke kolam aerasi.Keuntungannya adalah daya larut oksigen dalam air limbah lebih besar; efisiensi proses lebih tinggi; dan cocok untuk pengolahan air limbah dengan debit kecil untuk polutan organik yang susah terdegradasi. Namun, juga terdapat kekurangan dimana areal instalasi luas, sehingga dana yang dibutuhkan cukup besar dan tidak efisien, memerlukan pengawasan yang cukup ketat seperti kondisi suhu dan bulking control proses endapan, membutuhkan energy yang besar, dan membutuhkan operator yang terampil dalam mengatur jumlah massa mikroba dalam reaktor.

Gambar 3. Aeration Tank

Gambar 4. Proses Lumpur Aktif Lagun AerasiLagun Aerasi merupakan unit penanganan biologic dimana kebutuhan oksigen dipenuhi dengan peralatan aerasi mekanik. Suplai oksigen secara kontinyu mendukung lagun aerasi untuk menangani air limbah per unit per hari. Lagun merupakan sebuah kolam yang dilengkapi dengan aerator, system lagun mirip dengan kolam oksidasi. Lagun memiliki ukuran yang luas dan mampu menampung limbah cair dalam volume besar. Lagun mempunyai proses kerja dimana aerator langsung beroperasi di atas permukaan lagun dan menggoncangkan seluruh permukaan limbah agar dapat tercampur merata antara udara dan limbah. Mikroorganisme memanfaatkan limbah sebagai sumber energy. Kelebihan dari proses ini adalah biaya pemeliharaannya rendah, effluent yang dihasilkan baik, biaya instalasi awal rendah, dan tidak menimbulkan bau. Sedangkan kelemahannya masih membutuhkan lahan yang luas dan membutuhkan energy yang besar.

Gambar 2. Lagun Aerasi

Oxidation Ditch (Parit Oksidasi)Oxidation ditch adalah bak berbentuk parit yang digunakan untuk mengolah air limbah dengan memanfaatkan oksigen (kondisi aerob). Kolam oksidasi ini biasanya digunakan untuk proses pemurnian air limbah setelah mengalami proses pendahuluan. Fungsi utamanya adalah untuk penurunan kandungan bakteri yang ada dalam air limbah setelah pengolahan.

Gambar 3. Proses Oxidation DitchKelebihan dari proses ini adalah biaya yang diperlukannya relatif rendah. Namun, kelemahannya adalah membutuhkan lahan yang luas, efisiensi penurunan zat organic sangat terbatas dan masih mengandung zat padat tersuspensi yang tinggi dari adanya algae, serta efisiensi tidak stabil (menurun pada malam hari) karena proses photosyntesa terhenti.

Trickling Filter (Saringan Menetes)Trickling Filter merupakan salah satu aplikasi pengolahan air limbah dengan memanfaatkan teknologi Biofilm. Trickling ini terdiri dari suatu bak dengan media permeable untuk pertumbuhan organisme yang tersusun oleh materi lapisan yang keras, kasar, tajam dan kedap air. Kegunaannya adalah untuk mengolah air limbah dengan air yang jatuh mengalir perlahan-lahan melalui lapisan batu untuk kemudian tersaring.Kelebihannya adalah tidak membutuhkan lahan yang luas dan operator yang digunakan tidak perlu terampil. Sedangkan kelemahannya adalah sering timbul lalat dan bau dari reactor, karena suplai oksigen tidak merata, sering terjadi pengelupasan biofilm, timbul sumbatan, dan hanya untuk mengolah limbah encer dengan beban BOD rendah.

Gambar 4. Trickling FilterBerdasarkan jurnal yang kami bahas yaitu mengenai pengolahan limbah cair industri minuman ringan dilakukan melalui penanganan limbah berupa lumpur aktif. Pada Neutralisasi Tank dilakukan pengolahan limbah yang menggunakan proses biologi (proses lumpur aktif) yang akan berjalan optimal pada pH sekitar 7-8,5. Namun, air limbah minuman ringan tersebut memiliki pH 11-12 (basa) sehingga perlu dilakukan penambahan asam klorida di neutralisasi tank yang dilengkapi dengan mixer ini. Selanjutnya air limbah diteruskan pada Oxidation ditch yang merupakan tempat utama berlangsungnya proses mikrobiologi dengan menggunakan lumpur aktif. Kandungan senyawa organik diharapkan akan terdegradasi kurang lebih 90% dengan bantuan bakteri selain itu terjadi juga proses nitrifikasi dan denitrifikasi. Menurut Jenie, dkk (1993), penurunan kandungan organik ini disebabkan mikroorganisme yang mendekomposisi bahan organik tersebut menjadi CO2, H2O dan NH4 sehingga kandungan organik setelah proses menjadi turun. Unit pengolahan didesain dalam 2 tahap untuk penurunan BOD secara seri. Pada Oxydation I diharapkan BOD turun dari 1600 ppm menjadi 700 ppm dan pada Oxydation Dicth II dari 700 ppm menjadi 50 ppm.Berdasarkan hasil data pengamatan selama 3 (tiga) bulan terlihat adanya penurunan dari parameter parameter selama pengolahan sehingga dapat memenuhi baku mutu yang disyaratkan. Penurunan BOD pada tangki Oxidation I terjadi sebesar 56,25% untuk tangki Oxydation Ditch II terjadi penurunan sebesar 96,875 % dari yang pertama. Hal tersebut telah sesuai berdasarkan literature dimana oxidation ditch mempunyai beberapa kelebihan, yaitu efisiensi penurunan BOD dapat mencapai 85%-90% (Kusumawati, 2013). Selain itu, parameter COD memperlihatkan penurunan 90% untuk yang pertama dan 96% untuk yang kedua. Hal ini sesuai dengan literature dimana pengolahan limbah menggunakan lumpur aktif dapat menurunkan konsentrasi COD >85 % (Lestari, 2003). TSS berkurang 66,7 % untuk yang pertama dan 80% untuk yang kedua, Oil & grease menurun 50% dan 75 % untuk yang kedua, sedangkan TDS nya tetap karena sudah dibawah baku mutu yang disyaratkan, untuk Total N terjadi penurunan 61,5 % pada tangki Oxydation Ditch I dan 76,92 % untuk yang kedua sedangkan untuk penurunan temperatur relatif stabil penurunannya tidak terlalu tinggi karena limbah cair yang keluar cukup hangat dan temperatur ambient cukup panas. Berdasarkan pengamatan yang dilakukan selama tiga bulan dapat diambil kesimpulan bahwa unit pengolah limbah dengan sistem Oxydation Ditch dalam activated sludge dapat digunakan untuk pengolahan limbah cair dari pabrik minuman ringan sejenis dengan kandungan BOD yang tidak terlalu tinggi serta efisiensi yang dicapai sebesar 96,875%, COD 96%, TSS 80%, Oil & grease 75%, TDS tetap 1200 ppm karena sudah dibawah baku mutu, Total N 76,92 %, pH turun sekitar 41 % sedangkan temperatur turun menjadi 29oC.

2.3Penanganan Limbah Secara TersierPengolahan ini merupakan kelanjutan dari pengolahan sekunder (Secondary Treatment). Pada sistem ini pengolahan limbah dengan kosentrasi bahan pencemar tinggi atau limbah dengan parameter yang bervariasi banyak dengan volume yang relatif banyak. Pengolahan limbah dengan cara ini biasanya dilakukan untuk mengurangi kandungan amonia dan nitrat yang masih terkandung dalam efluen setelah melewati proses pengolahan limbah secara sekunder.Sistem operasinya dikenal dengan operasi biologi yaitu metode pengolahan dengan menghilangkan senyawa pencemar melalui aktivitas biological yang dilakukan pada peralatan unit proses biologi. Metode ini dipakai terutama untuk menghilangkan bahan organic biodegaradable dalam limbah cair. Senyawa-senyawa organik tersebut dikonversikan menjadi gas dan air yang kemudian dilepaskan di atmosfer. Zat- zat organik dengan rantai korban panjang diubah menjadi rantai ikatan karbon sederhana dan air yang berbentuk gas. Untuk menghilangkan senyawa nitrogen dalam air dipakai proses aerasi dengan menggunakan metode biologi. Unit proses dipakai pada proses biologi yaitu: kolam aerobik, aerasi, lumpur aktif, kolan oksidasi, dan saringan biologi dan kolam anaerobik. Berikut ini adalah tabel beberapa parameter pencemar dan pilihan peralatan dan pengolahan:

Tabel 1. Parameter Pencemar dan Pilihan Peralatan dan Pengolahan

Sumber: Eddy dan Matclaf, 1991.

III.KESIMPULAN1. Penanganan limbah umumnya dibagi menjadi 3 yaitu primer, sekunder, dan tersier.2. Limbah yang diolah melalui ketiga tahap tersebut adalah limbah cair hasil sisa pengolahan minuman ringan.3. Penanganan secara primer dilakukan dengan proses lumpur aktif dengan aerasi oksigen murni (sedimentasi).4. Penanganan secara sekunder dilakukan dengan proses lagun aerasi, parit oksidasi, lumpur aktif, dan saringan menetes5. Penanganan secara tersier dilakukan dengan konversi senyawa organik menjadi gas dan dilepaskan ke atmosfer.

DAFTAR PUSTAKA

Grady, Jr., C.P.L. and Lim, H.C., 1980. Biological Wastewater Treatment, theory and application. Marcel Dekker, Inc. New York and Basel.

Jenie B, Dkk. 1993. Penanganan Limbah Industri Pangan. Kanisius, Jakarta.

Kusumawati E, 2013. Lumpur Aktif. Politeknik Negeri Bandung, Bandung.

Matcalf and Eddy. 1991. Wastewater Engineering: Treatment, Disposal and Reuse, 3rd Eddition. Singapore: McGraw-Hill Book Co.

Rahayu, W. P. 2008. Penanganan Limbah Industri Pangan. Available at: http:// www.foodreview.biz (Diakses 1 Maret 2015 pukul 20.31 WIB).

Ritonga, L. 2011. Penanganan Limbah Cair. Available at : http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/28006/5/Chapter%20I.pdf (Diakses pada 1 Maret 2015 pukul 06.56 WIB)