Nitrifikasi

Nitrifikasi merupakan proses siklus biogeokimia yang penting baik dalam bidang pertanian maupun pengolahan limbah. Proses ini terutama dilakukan oleh dua kelompok organisme yaitu bakteri khemolithoautotrof dan bakteri pengoksidasi ammonia yang mengubah ammonia menjadi nitrit dan bakteri pengoksidasi nitrit yang mengubah nitrit menjadi nitrat.
Bakteri khemolithoautotrof adalah bakteri yang mengubah senyawa anorganik menjadi senyawa organic dan energy. Bakteri yang masuk dalam kelompok ini adalah hydrogen bacteria, nitrifying bacteria (pengoksidasi ammonia dan nitrit) dan sulfur oxidizing bacteria. Aerobic ammonia-oxidizing bacteria (AOB) melakukan nitrifikasi secara aerob, mengoksidasi ammonia (NH3) menjadi nitrit (NO2-). Kelompok ini sangat penting dalam banyak ekosistem terutama pada pengolahan limbah cair secara biologis. Nitrite-oxidizing bacteri (NOB) akan mengkatalisis tahap berikutnya dari nitrifikasi aerobic yaitu mengoksidasi nitrite (NO2-) menjadi nitrat (NO3-). Nitrobacter merupakan spesies utama dari NOB. Spesies ini relative mudah ditumbuhkan dan diisolasi dari lingkungan.

Deterjen dalam limbah

nur hidayat

Senyawa deterjen merupakan polutan yang penting di lingkungan. Keberadan mikrobia pendegradasi deterjen menjadi perhatian penting terutama dengan adanya beragam senyawa deterjen yang kadang sulit dirombak. Beberapa mikrobia pendegradasi deterjen telah teridentifikasi terutama yanga aerobik  (Goodnow and Harrison, 1972).

Rerata kadar deterjen pada Kali Mas di Surabaya tahun 1995 adalah 1,91 mg/L (Retnaningdyah, dkk. 1999). Hasil ini  masih lebih tinggi dari Negara-negara lain sebelum dikenalkannya surfaktan LAS pada tahun 1964. Adanya deterjen dalam aliran sungai dapat menjadi masalah dalam pemanfaatnya untuk air minum karena dapat menimbulkan buih yang cukup banyak dan mengganggu

Senyawa deterjen merupakan polutan yang penting di lingkungan. Keberadan mikrobia pendegradasi deterjen menjadi perhatian penting terutama dengan adanya beragam senyawa deterjen yang kadang sulit dirombak. Beberapa mikrobia pendegradasi deterjen telah teridentifikasi terutama yanga aerobik  (Goodnow and Harrison, 1972).

Rerata kadar deterjen pada Kali Mas di Surabaya tahun 1995 adalah 1,91 mg/L (Retnaningdyah, dkk. 1999). Hasil ini  masih lebih tinggi dari Negara-negara lain sebelum dikenalkannya surfaktan LAS pada tahun 1964. Adanya deterjen dalam aliran sungai dapat menjadi masalah dalam pemanfaatnya untuk air minum karena dapat menimbulkan buih yang cukup banyak dan mengganggu.

Bahan utama deterjen adalah surfaktan dan saat ini surfaktan yang palingbanyak digunakan adalah LAS (Linear Alkylbenzene Sulfonate).  Istilah surfaktan berasal dari kata surface active agent. Surfaktan memberikan banyak keuntungan dalam industri tekstil. Fungsi utama dari surfaktan adalah menurunkan tegangan muka dan bersifat sebagai emulsifier. Surfaktan dalam kehidupan sehari-hari digunakan sebagai bahan aktif pada deterjen. Deterjen adalah agensia pembersih. Pada mulanya deterjen yang paling banyak digunakan adalah sabun yang merupakan garam dari asam lemak tetapi setelah selesai perang dunia II deterjen sintetik mulai dibuat dari petroleum.

Daur Ulang Air Limbah

Anto Tri Sugiarto

Maraknya berbagai kegiatan industri di Indonesia mengakibatkan cadangan air tanah di beberapa daerah mengalami kekeringan. Eksploitasi air tanah yang berlebihan di beberapa kota besar seperti Jakarta, Semarang, dan Surabaya, mengakibatkan terjadinya intrusi air laut dan penurunan permukaan tanah akibat kosongnya sungai-sungai air di bawah tanah.< bawah di air sungai-sungai kosongnya akibat tanah permukaan penurunan dan laut intrusi terjadinya mengakibatkan Surabaya, Semarang, Jakarta, seperti besar kota beberapa berlebihan yang Eksploitasi kekeringan. mengalami daerah cadangan Indonesia industri kegiatan>

Beberapa cara mengatasi krisis air seperti reboisasi hutan gundul dan penyuntikan air pada sungai-sungai kering di bawah tanah pada musim hujan telah dilakukan. Namun, hal ini belum dapat menyelesaikan masalah karena cadangan air tanah tetap tidak akan dapat terpenuhi selama eksploitasi air tanah yang dilakukan pihak industri tetap berlangsung.

Agar kegiatan industri tetap berlangsung dan kebutuhan masyarakat akan air bersih dapat terpenuhi metode daur ulang air limbah merupakan langkah konkret yang harus dilakukan. Dewasa ini teknologi ozon muncul sebagai teknologi tepat guna dalam proses daur ulang air limbah industri dan domestik.

Pengolahan air limbah

Pengolahan air limbah pada umumnya dilakukan dengan menggunakan metode Biologi. Metode ini merupakan metode yang paling efektif dibandingkan dengan metode Kimia dan Fisika. Proses pengolahan limbah dengan metode Biologi adalah metode yang memanfaatkan mikroorganisme sebagai katalis untuk menguraikan material yang terkandung di dalam air limbah. Mikroorganisme sendiri selain menguraikan dan menghilangkan kandungan material, juga menjadikan material yang terurai tadi sebagai tempat berkembang biaknya. Metode pengolahan lumpur aktif (activated sludge) adalah merupakan proses pengolahan air limbah yang memanfaatkan proses mikroorganisme tersebut.

Dewasa ini metode lumpur aktif merupakan metode pengolahan air limbah yang paling banyak dipergunakan, termasuk di Indonesia, hal ini mengingat metode lumpur aktif dapat dipergunakan untuk mengolah air limbah dari berbagai jenis industri seperti industri pangan, pulp, kertas, tekstil, bahan kimia dan obat-obatan. Namun, dalam pelaksanaannya metode lumpur aktif banyak mengalami kendala, di antaranya, (1) diperlukan areal instalasi pengolahan limbah yang luas, mengingat proses lumpur aktif berlangsung dalam waktu yang lama, bisa berhari-hari, (2) timbulnya limbah baru, di mana terjadi kelebihan endapan lumpur dari pertumbuhan mikroorganisme yang kemudian menjadi limbah baru yang memerlukan proses lanjutan.

Areal instalasi yang luas berarti dana investasi cukup besar, akibatnya pemanfaatan teknologi lumpur aktif menjadi tidak efisien di Indonesia, ditambah lagi dengan proses operasional yang rumit mengingat proses lumpur aktif memerlukan pengawasan yang cukup ketat seperti kondisi suhu dan bulking control proses endapan.

Limbah baru merupakan masalah utama dari penerapan metode lumpur aktif ini. Limbah yang berasal dari kelebihan endapan lumpur hasil proses lumpur aktif memerlukan penanganan khusus. Limbah ini selain mengandung berbagai jenis mikroorganisme juga mengandung berbagai jenis senyawa organik yang tidak dapat diuraikan oleh mikroorganisme. Pengolahan limbah endapan lumpur ini sendiri memerlukan biaya yang tidak sedikit. Sedikitnya 50 persen dari biaya pengolahan air limbah dapat tersedot untuk mengatasi limbah endapan lumpur yang terjadi. Akibatnya, kebanyakan di Indonesia limbah endapan lumpur ini biasanya langsung dibuang ke sungai atau ditimbun di TPA (tempat pembuangan akhir) bersama dengan sampah lainnya.

Daur ulang air limbah

Pada tahun 1994 dalam sebuah jurnal international water science technology, Hidenari yasui dari Kurita Co, Jepang, memperkenalkan sebuah proses inovasi pengolahan air limbah dengan mereduksi jumlah endapan lumpur yang dihasilkan dari proses pengolahan lumpur aktif. Proses inovasi tersebut kemudian dikenal dengan proses pengolahan air limbah emisi zero (zero emission). Hidenari yasui berhasil mereduksi hampir 100 persen dari limbah endapan lumpur dengan menerapkan teknologi ozon pada proses pengolahan air limbah lumpur aktif.

Pada sistem ini sebagian endapan lumpur diambil untuk melalui proses ozonisasi dalam chamber ozon proses. Selanjutnya endapan lumpur tadi dikembalikan pada chamber lumpur aktif. Melalui proses ozonisasi endapan lumpur tadi menjadi material yang mudah untuk diuraikan dan direduksi oleh mikroorganisme. Dalam chamber lumpur aktif bersamaan dengan proses penguraian air limbah material oleh mikroorganisme, terjadi pula proses penguraian endapan lumpur hasil proses tersebut, sehingga tercipta sistem praktis pengolahan air limbah.

Ozon yang merupakan spesis aktif dari oksigen memiliki oksidasi potential 2.07V, lebih tinggi dibandingkan chlorine yang hanya memiliki oksidasi potential 1.36V. Dengan oksidasi potential yang tinggi ozon dapat dimanfaatkan untuk membunuh bakteri (strilization), menghilangkan warna (decoloration), menghilangkan bau (deodoration), menguraikan senyawa organik (degradation).

Dengan kemampuan multifungsi yang dimilikinya ozon dapat menguraikan endapan lumpur yang sebagian besar kandungannya adalah bakteri dan senyawa-senyawa organik seperti phenol, benzene, atrazine, dioxin, dan berbagai zat pewarna organik yang tidak dapat teruraikan dalam proses lumpur aktif.

Ozon membunuh bakteri dengan cara merusak dinding sel bakteri sekaligus menguraikan bakteri tersebut (Collignon, 1994). Hal ini berbeda dengan chlorine yang hanya mampu membunuh bakteri saja. Ozon juga mampu membunuh bakteri tipe filamen seperti bakteri S Natans, M Parvicella, Thiotrix I dan II penyebab bulking di mana zat padat dan zat cair sulit terpisahkan pada kolam pengendapan.

Dengan menerapkan teknologi ozon pada pengolahan air limbah lumpur aktif didapatkan sistem praktis pengolahan air limbah. Beberapa keuntungan penerapan sistem ini adalah lumpur endapan dapat dihilangkan sehingga pengolahan lanjutan dan/atau pencemaran sungai dapat dihindarkan, bulking dapat dihilangkan sehingga sistem proses lumpur aktif berjalan stabil, dan air limbah dapat didaur ulang.

Dengan menerapkan sistem ini didapatkan air bersih yang tidak lagi mengandung senyawa organik beracun dan bakteri yang berbahaya bagi kesehatan. Air tersebut dapat dipergunakan kembali sebagai sumber air untuk kegiatan industri selanjutnya. Diharapkan pemanfaatan sistem daur ulang air limbah akan dapat mengatasi permasalahan persediaan cadangan air tanah demi kelangsungan kegiatan industri dan kebutuhan masyarakat akan air. Semoga.

Dr Anto Tri Sugiarto, M.Eng. Peneliti pada Pusat Penelitian KIM-LIPI

sumber:

http://www2.kompas.com/kompas-cetak/0310/10/Kesehatan/615106.htm

Rumput Laut di Lembar Kertas

01 January 2008

Kertas diproses dari limbah agar-agar tanpa bahan kimia, berserat agalosa yang homogen, massal dan ramah lingkungan

Seorang lelaki tinggi besar berpotongan rambut crew cut menyodorkan selembar kertas di depan Trobos dan beberapa kuli tinta lainnya. Tak ada yang ajaib pada kertas putih bersih tersebut. Hanya saja ketika diraba, permukaan kertas itu lebih halus, seperti kertas mahal yang dipakai majalah Time. Churl Hak You¯nama lelaki itu¯mengatakan, kertas itu memang bukan kertas biasa yang berbahan baku kayu, melainkan kertas yang dihasilkan dari rumput laut klas algae merah (Rhdophyta). You yang berkebangsaan Korea Selatan kemudian berkisah, suatu hari agar-agar yang menjadi menu dietnya jatuh ke lantai rumahnya. Dia punguti ceceran makanan kenyal itu yang sekilas mirip bubuk kertas. Di saat itu pula otaknya bekerja lalu sampai pada pertanyaan, ”Mengapa agar-agar ini tidak dibuat kertas?” ujarnya.

You yang sebenarnya tamatan fakultas sastra lantas mencari referensi jenis rumput laut yang bisa menjadi bahan baku pulp atau bubur kertas. Untuk itu, You rela menjelajah Amerika, Jepang, China,Vietnam dan Thailand. Akhirnya pada 2003, dia mendapat paten dari Korea dan Amerika tentang proses produksi kertas berbahan baku algae merah (Gelidium amansii dan Pterocladia lucia). Sayangnya, di Negeri Ginseng yang subtropis, algae merah cuma bisa panen saat musim panas, Mei dan Juni. Fakta tersebut menuntun langkahnya sampai di Indonesia dan bertemu Grevo S Gerungan, dosen Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan dari Universitas Sam Ratulangi, Manado. Panen Sepanjang Tahun Sejak 2006 You dan Grevo melakukan budidaya algae merah di pesisir Nusa Lembongan, Bali dan Lombok. “Kami bekerjasama dengan Departemen Kelautan dan Perikanan (DKP) juga dengan Balai Budidaya Laut (BBL) Lombok,” kata You. Di Indonesia, budidaya algae merah bisa dipanen sepanjang tahun yaitu dalam waktu 70 hari dengan hasil 4 kali biomass bibit. Yang menggembirakan lagi, “Dari hasil survei kami, sepanjang pantai selatan mulai dari Pamengpeuk (Garut) sampai Kupang (NTT) sangat berpotensi untuk budidaya algae merah”. Tak heran jika kemudian You mendirikan perusahaan Pegasus Internasional guna mendanai riset di Lombok. Dan Samsung Corporation, konglomerat asal Korsel berada di belakangnya. “Sekarang kami sedang menangani Ptilophora, Pterocladia capillacea (Gelidium) dan satu jenis lagi yang akan dikembangkan, nama lokalnya beludru,” imbuh Grevo. Saat ini, katanya, telah ada 5000 thallus benih. Sementara untuk keperluan budidaya dibutuhkan 100 ribu thallus per-hektar lahan. Grevo mengaku, proses pembenihan ini tidak mudah karena masih harus mengambil dari alam. “Kita butuh waktu sampai 3 tahun untuk mendapatkan 5000 thallus benih, itu pun dengan berkali-kali gagal,” ucapnya. Untuk pengembangan selanjutnya akan dibangun satu pabrik pulp di setiap 500 hektar lahan. Grevo memperkirakan, setiap hektar lahan akan butuh 2 petani. Setiap hektar akan menghasilkan 200 ton rumput laut per-tahun. Pulp yang bisa dihasilkan mencapai 30% dari rumput laut kering. You menambahkan, dana pembangunan satu pabrik pulp mencapai US$ 2 juta atau sekitar Rp 18 miliar. Meski demikian, masyarakat juga bisa membuat pabrik ini karena teknologinya sederhana. “Seperti menggunakan mesin mixer,” jelas You. Grevo memprediksi pada awal 2009 sudah bisa terealisasi. Disain pabrik rencananya akan mengambil dari Jepang. Tak Ada Limbah Proses pembuatan kertas dari rumput laut, tidak berbeda dari pembuatan kertas dari kayu. Ada lima proses pokok, yakni penyiapan bahan baku, pemasakan rumput laut, ekstraksi rumput laut, pemutihan dan pencetakan Secara runtut, proses produksi dimulai dari panen rumput laut merah, kemudian dijemur, dibersihkan, dan dipotong-potong. Lalu dimasukan dalam tungku dan dimasak pada suhu tinggi (boiling), sehingga keluar ekstrak “inti” berupa agar untuk pangan. Ampas rumput laut—yang telah diambil agarnya—kemudian diputihkan (bleaching) lalu dihancurkan jadi bubur rumput laut merah (pulp). Bubur inilah yang kemudian diolah jadi kertas. “Industri kertas ini tidak bersaing dengan industri agar-agar. Kita jusru memanfaatkan limbah agar-agar,” ujar Grevo

Bila dibandingkan, proses produksi kertas dari kayu, sarat akan bahan kimia seperti NaOH dan Na2S (untuk memisahkan serat selulosa dari bahan organik). Dan, berefek gas yang berbau dan mengandung hidrogen sulfida (H2S), methyl mercaptan (CH3SH), dimethyl sulphide (CH3SH3), dimethyl disulphide (CH3S2CH3) dan senyawa gas sulfur. Hal inilah yang membuat operasional pabrik kertas berbahan baku kayu hampir selalu berbenturan dengan kepentingan lingkungan hidup. Sementara pengolahan produksi kertas dari rumput laut, diproses nyaris tanpa bahan kimia selain pemutihan dengan klorin. Dan yang terpenting, menurut You, hampir tidak ada limbah yang keluar, sehingga tidak berdampak bagi kesehatan.

Selengkapnya baca Majalah TROBOS edisi Januari 2008