PLI 01 - Isu Lingkungan

Dosen : Hasnah Ulia, ST, MT

1.      Isu energi pemanasan global → Isu lingkungan → Latar belakang pengolahan limbah

a.       Isu mengenai energi

Ø  Ketersediaan sumber  energi yang memadai merupakan hal yang perlu untuk sebagian besar kegiatan ekonomi dan memenuhi standar kehidupan sosial yang layak.

Ø  Meskipun sumber energi yang tersedia cukup banyak, namun ada sebagian seperti batu bara dan minyak bumi merupakan energi yang tidak dapat diperbaharui, dan sebagian lagi, seperti tenaga surya, meskipun tersedia dalam jumlah yang tak ada habisnya, namun saat ini kurang ekonomis untuk sebagian besar aplikasi.

Ø  Penggunaan energi secara global  tetap terus mengalami peningkatan semenjak revolusi industri.

Ø  Kesenjangan penggunaan energi antara negara berkembang dan negara maju masih tinggi.

Ø  Konsumsi energi banyak berpengaruh terhadap isu lingkungan.

b.      Isu pemanasan global

Ø  Pembangunan gedung-gedung besar dan tinggi serta pembabatan hutan secara liar .

Ø  Tidak seimbangnya kadar karbon dioksida dan beberapa gas rumah kaca lainnya di udara akibat polusi yang ditimbulkan oleh kegiatan indutri, asap kendaraan bermotor, dan lain-lain.

Ø  Efek rumah kaca

·         Pengaruh rumah kaca terbentuk dari interaksi antara atmosfer yang jumlahnya meningkat dengan radiasi solar. Meskipun sinar matahari terdiri atas bermacam-macam panjang gelombang, kebanyakan radiasi yang mencapai permukaan bumi terletak pada kisaran sinar tampak. Hal ini disebabkan ozon yang terdapat secara normal di atmosfer bagian atas, menyaring sebagian besar sinar ultraviolet.

·         Uap air atmosfer dan gas metana dari pembusukan - mengabsorbsikan sebagian besar inframerah yang dapat dirasakan pada kulit kita sebagai panas. Kira-kira sepertiga dari sinar yang mencapai permukaan bumi akan direfleksikan kembali ke atmosfer.

·         Sebagian besar sisanya akan diabsorbsikan oleh benda-benda lainnya. Sinar yang diabsorbsikan tersebut akan diradiasikan kembali dalam bentuk radiasi inframerah dengan gelombang panjang atau panas jika bumi menjadi dingin.

·         Sinar dengan panjang gelombang lebih tinggi tersebut akan diabsorbsikan oleh karbon dioksida atmosfer dan membebaskan panas sehingga suhu atmosfer akan meningkat.

·         Karbon dioksida berfungsi sebagai filter satu arah, tetapi menghambat sinar dengan panjang gelombang lebih untuk melaluinya dari arah yang berlawanan. Aktivitas filter dari karbon dioksida mengakibatkan suhu atmosfer dan bumi akan meningkat.

 

c.       Penipisan lapisan ozon

Ø  Penggunaan bahan-bahan kimia sebagai bahan perusak lapisan ozon (ozone depleting substance, seperti CFCs) dan gas NOx yang dapat berasal dari hasil proses aktivitas alam seperti aktivitas vulkanik dan kegiatan manusia seperti pembakaran dalam kendaraan bermotor dan industri. Hal – hal diatas menyebabkan lapisan ozon berlubang

Ø  Dampak lapisan ozon berlubang

·         Meningkatnya intensitas sinar ultra violet yang mencapai permukaan bumi, sehingga dapat menyebabkan gangguan terhadap kesehatan, seperti kanker kulit, katarak, dan penurunan daya tahan tubuh, dan bahkan terjadinya mutasi genetik.

·         Mengakibatkan terjadinya degradasi lingkungan, keterbatasan sumber air bersih, kerusakan rantai makanan di laut, musnahnya ekosistem terumbu karang dan sumber daya laut lainnya, menurunnya hasil produksi pertanian yang dapat mengganggu ketahanan pangan, dan bencana alam lainnya.

·         Mata rantai dampak penipisan lapisan ozon berikutnya adalah terjadinya pemanasan global (global warming).

d.      Isu kualitas udara

Ø  Udara di atmosfer dikatakan tercemar, bila komposisi gas yang terkandung di dalamnya tidak lagi sesuai dengan komposisi alaminya.

Ø  Fenomena ini bisa disebabkan oleh masuknya partikel atau senyawa kimia lain yang secara alami seharusnya tidak terdapat di dalam susunan kimia atmosfer, atau meningkatnya konsentrasi suatu komponen alami atmosfer, sehingga melebihi jumlah seharusnya.

Isu – isu regional kualitas udara :

Ø  hujan asam

·         Hujan asam disebabkan oleh polusi udara yang terjadi akibat pembakaran bahan bakar fosil, seperti batu bara, minyak dan gas bumi. Asap yang merupakan sisa pembakaran dari bahan-bahan tersebut naik ke atmosfer dan bereaksi dengan uap air yang ada di udara. Dengan bantuan radiasi matahari, komposisi tersebut berubah menjadi larutan asam, dan terbawa turun ke permukaan bumi dalam bentuk hujan, salju, atau kabut asap.

·         Diantara semua senyawa kimia yang terkandung di dalam zat-zat pencemar diatas, senyawa yang bertanggung jawab atas terbentuknya hujan asam adalah senyawa sulfur dioksida dan nitrogen oksida. Hujan asam biasanya terbentuk di awan, dimana senyawa-senyawa sulfur dioksida dan nitrogen oksida bereaksi dengan oksigen, air dan oksidan lain, membentuk asam sulfat dan asam nitrat.

Ø  kabut asap fotokimia

·         Berbentuk seperti asap hitam, tetapi memiliki massa yang cukup berat, seperti kabut. Biasanya terjadi di atas wilayah industri atau jalan raya yang sibuk.

·         Kabut fotokimia terjadi akibat reaksi senyawa nitrat dan beberapa senyawa organik volatile yang ada di udara. Dengan bantuan sinar matahari (radiasi ultraviolet), gas-gas ini bereaksi dengan uap air, oksigen, dan hidrokarbon yang ada di udara, membentuk emulsi aerosol.

·         Selain menghalangi pandangan, kabut ini dapat menyebabkan iritasi mata, dan karena mengandung asam, dapat merusak konstruksi beton dan logam.

·         Sumber pencemar seperti gas buangan kendaraan dan  industri mengandung NO, CO, dan senyawa hidorkarbon yang tidak terbakar (pencemar primer), sedangkan pencemar sekunder, terutama NO₂ dan O₃ yang akan membentuk kabut (smog).

Ø  kualitas air hujan di Indonesia

·         Pemantauan kualitas air hujan dilakukan oleh BMG, yang mempunyai 27 stasiun pemantau.

·         Batas nilai rata-rata pH air hujan adalah 5.6, merupakan nilai yang dianggap normal.

·         Secara umum, unsur kimia paling dominan yang dapat menurunkan kualitas air hujan adalah unsur sulfat dan unsur nitrat. Kedua senyawa tersebut mudah larut dalam air hujan, dan bersifat asam kuat. Sumber utama senyawa tersebut adalah akibat aktivitas manusia (antrophogenic sources) seperti sisa pembakaran bahan bakar fosil untuk industri maupun transportasi. Selain itu, juga berasal dari sumber alami (natural sources) seperti proses denitrifikasi tanaman dan aktivitas gunung berapi. Apabila kadar sulfat dan nitrat dalam air hujan meningkat, maka akan memberikan dampak terhadap penurunan kualitas air hujan, dimana pH air hujan akan turun dibawah 5.6.

e.       Isu Kualitas air

Ø  Masalah global yang dihadapi dunia pada abad 21 berkaitan dengan air adalah kecenderungan dunia menghadapi krisis air yang berkepanjangan, meningkatnya pencemaran air, dan kebutuhan akan air yang semakin meningkat.

Ø  Turunnya kualitas air terutama diakibatkan oleh pencemaran badan perairan.

Ø  Pencemaran air berarti turunnya kualitas air sampai ketingkat tertentu yang menyebabkan air tidak dapat berfungsi lagi sesuai dengan peruntukannya. Berdasarkan sumbernya pencemaran air diklasifikasikan menjadi dua yaitu sumber tertentu (point source pollution) dan sumber tak tentu (non- point source pollution)

f.       Isu kualitas tanah

Ø  Pencemaran tanah merupakan kasus yang terkait dengan pencemaran air, karena pencemar tanah memiliki kecenderungan masuk ke dalam badan air.

Ø   Polutan tanah biasanya berasal dari pertanian, yaitu pestisida dan pupuk.

Ø  Tanah memiliki kemampuan menyimpan kontaminan dan secara kontinu melepaskannya ke air permukaan dan air tanah dalam jangka waktu yang lama.

g.       Ekologi dan isu perusakan ekosistem

Ø  Ekosistem, baik itu akuatik maupun terestrial, mengambil energi dari matahari dan menyimpan energi ini dalam bentuk biomassa (senyawa karbon) dalam proses fotosintesis. Fungsi ekosistem lainnya adalah melakukan proses siklus terhadap materi dan unsur melalui lingkungan, dari bentuk organik menjadi inorganik dan sebaliknya yang melibatkan karbon, nitrogen, fosfor, dan sulfur.

Ø  Ekologi diperlukan dalam kaitannya dengan pencegahan pencemaran karena kemungkinan polutan yang masuk ke dalam ekosistem akan mengganggu siklus nutrien dan unsur yang penting dalam menopang kehidupan.

Ø  Adanya polutan akan menggangu keseimbangan ekosistem. Polutan kimia yang bersifat hidrofob ( senyawa organik non polar dengan molekul besar dan tak larut dalam air ), menetap secara terus menerus ( tidak terdegradasi secara biologis dalam ekosistem ), dan beracun harus mendapat  perhatian khusus karena zat-zat ini akan terakumulasi secara biologis dalam makhluk hidup melalui rantai makanan.

Contoh perusakan ekosistem :

Ø  Kasus Minamata, pencemaran oleh limbah merkuri

Ø  Pencemaran pestisida jenis DDT

Ø  Pencemaran limbah rumah tangga dan pertanian  →  eutrofikasi (pengkayaan air)

Teknik menanam tanaman II

UTILITAS - Pengolahan Air

Dosen : Ir. Devison

1.      Flow sheet pengolahan air sungai sampai kepenggunaan untuk umpan boiler dan air pendingin. Serta plot keterangan yang diperlukan seperti proses, bahan kimia yang digunakan dan lain-lain.

Ø  Air Pendingin

Pada umumnya air digunakan sebagai media pendingin karena faktor-faktor sebagai berikut :

a.       Air merupakan malcri yang dapat diperoleh dalam jumlah besar.

b.      Mudah dalam pcngaturan dan pengolahan.

c.       Menyerap panas yang relatif tinggi persatuan volume.

d.      Tidak mudah menyusut secara berarti dalam batasan dengan adanya perubahan temperatur pendingin.

e.       Tidak terdekomposisi.

Adapun syarat-syarat air yang digunakan sebagai media pendingin:

a.       Jernih, maksudnya air harus bersih, tidak terdapat partikel-parlikel kasar yaitu batu, krikil atau partikel-partikel halus seperti pasir, tanah dan lumut yang dapat menyebabkan air kotor.

b.      Tidak menyebabkan korosi.

c.       Tidak menyebabkan fouling, fouling disebabkan oleh kotoran yang terikut saat air masuk unit pengolahan air, disamping pasir, mikroba dan zat-zat organik.

Ø  Air Umpan Boiler ( Boiler Feed Water )

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penangan air umpan boiler, air tersebut hams mempunyai syarat-syarat sebagai berikut:

a.       Air bebas dari zat-zat yang dapat menyebabkan korosi.

Korosi yang terjadi dalam boiler disebabkan air mengadung larutan-larutan asam, gas-gas terlarut seperti O2, CO2,H2S dan NaHCO3 masuk karena aerasi maupun kotak dengan udara luar.

b.      Air bebas dari zat yang dapat menyebabkan scale forming Pembentukan kerak disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu tinggi, yang biasanya berupa garam-garam karbonat dan silikat.

c.       Air bebas dari zat yang dapat menyebabkan foaming

Air yang diambil kembali dari hasil pemanasan biasanya menyebabkan foaming pada boiler karena adanya zat-zat organik dan zat-zat yang tidak terlarut dalam jumlah besar. Efek pembusaan terutama terjadi pada alkalinasi tinggi.

Ø  Air Minum, Kebutuhan Rumah Tangga dan Kantor

Air yang digunakan sebagai air minum, kebutuhan rumah tangga dan kantor, Harus mempunyai syarat-syarat sebagai berikut :

a.       Persyaratan fisika

·         Air harusjernih, tidak keruh

·         Tidak berwarna

·         Tidak berasa / rasanya tawar

·         Tidak berbau

·         Temperatur normal ( 20۫- 26 ۫C )

·         Tidak mengandung padatan

b.      Persyaralan kimia

·         Ph neual ( Ph = 7 )

·         Tidak mengandung bahan kimia beracun

·         kesadahan rendah

·         Tidak mengandung zat organik

c.       Persyaratan biologis

·         Tidak mengandung bakteri pathogen

·         Tidak mengandung bakteri nonpathogen

Ø  Air Pemadam Kebakaran ( Hydrant)

Persyaratan air pemadam kebakaran adalah sebagai berikut:

a.       Tidak mengandung padatan seperti pasir, batuan kerikil

b.      Tidak mengandung kotoran seperti daun, sampah

Ø  Pengolahan Air

Kebutuhan air dalam suatu pabrik dapat diambil dari sumber yang ada disekitar pabrik dengan mengolah terlebih dahulu agar memenuhi syarat yang digunakan. Pengolahan tersebut dapat meliputi pengolahan secara fisika dan kimia, penambahan desinfektan maupun dengan penggunaan ion exchanger.

Tahapan penjernihan air, yaitu :

a.       Pemisahan kotoran air sungai

Dalam tahapan ini air sungai ditampung terlebih dahulu ke dalam bak penampung yang selanjutnya dialirkan ke bak pengendap dan akan mengalami proses pengendapan terhadap partikel-partikel yang terikut masuk bersama air seperti pasir, kerikil, lumpur dan lain-lain.

b.      Flokulasi

Setelah mengalami pengendapan, air kemudian dialirkan ke bak flokulator.Pada bak ini terjadi penambahan koagulan yang fungsinya untuk fluk-fluk yang makin lama akan bersatu dan membentuk partikel yang lebih besar dan dilakukan pengadukan untuk mencampur air dengan bahan koagulan (Al2(SO4)3.18H2O) dan larutan (Na2SO3) yang bertujuan untuk menurunkan kesadahan air.

Persamaan Reaksi :

CaSO₄ + Na₂CO₃     →    CaCO₃ + Na₂SO₄

CaCl₂ + Na₂CO₃    →    CaCO₃ + 2 NaCl

6 NaAlO₂ + Al₂(SO₄)₃.18H₂O    →    8 Al(OH)₃ + 3 Na₂SO₄ + 6 H₂O

Dari bak flokulator, air kemudian dialirkan ke dalam clarifier dimana pada tangki ini akan terjadi penggumpalan yang lebih sempurna dari fluk-fluk yang berasal dari bak flokulator yang kemudian diendapkan secara gravitasi dan pada waktu tertentu dilakukan blow down untuk membuang endapan yang terbentuk sebelumnya.Air bersih keluar dari clarifier secara over flow.

c.       Penyaringan dengan sand filter

Air dari Clarifier dimasukkan ke dalam bak saringan pasir (sand filter) yang tersusun atas screen, kerikil, pasir, arang dan ijuk untuk menahan atau menyaring partikel-partikel padat yang lolos atau terbawa bersama air dari clarifier.Kemudian diteruskan ke bak air bersih lalu dialirkan ke bak air minum dengan ditambahkan kaporit sehingga didapat air ;ang bebas penyakit dan bau.

Ø  Demineralisasi

Untuk umpan ketel (boiler) dibutuhkan air yang memenuhi persyaratan bebas dari garam-garam mineral yang terlarut. Proses demineralisasi dimaksudkan untuk menghilangkan ion-ion yang terkandung pada filtered water. Adapun tahapan proses pengolahan air untuk umpan ketel adalah sebagai berikut:

a.       Kation Exchanger

Menara kation berfungsi untuk menghilangkan kesadahan air yang disebabkan oleh garam-garam kation yang berisi resin.

Reaksi pelunakan air pada kation exchanger :

Ca(HCO₃)₂ + Na₂Z    →    2 NaHCO₂ + CaZ

Mg(HCO₃)₂ + Na₂Z    →    2 NaHC0₃ + MgZ

CaS0₄ + Na₂Z    →    2 Na₂S0₄ + CaZ

MgSO₄ + Na₂Z    →    2 Na₂SO₄ + MgZ

CaCI₂ + Na2Z    →    2 NaCl + CaZ

MgCl₂ + Na₂Z    →    2 NaCl + MgZ

Dalam jangka waktu tertentu, kation resin ini akan jenuh sehingga perlu di regenerasi :

CaZ + 2 NaCl    →    Na₂Z + CaCl₂

MgZ + 2 NaCl    →    Na₂Z + MgCl₂

b.      Anion Exchanger

Menara anion berfungsi untuk mengikat ion-ion negatif (anion) yang terlarut dalam air, dengan resin bersifat basa.

Reaksi pelur akan air pada anion exchanger :

RNH₂ + HCI    →    RNH₃Cl

2 RNH₃OH + H₂CO₃    →    (RNH₃)₂ CO₃ + 2 H₂O

Dalam jangka waktu tertentu, kation resin ini akan jenuh sehingga perlu di regenerasi :

RNH₃Cl + NaOH    →    RNH₂ + NaCl + H₂O

(RNH₃)₂CO₃ + 2 NaOH    →    2 RNH₃OH + Na₂CO₃

c.       Deaerasi

Dearasi adalah proses pembebasan air umpan ketel dari gas-gas terlarut seperti oksigen (O₂) dan carbon dioksida (CO₂). Air yang telah diinjeksikan (polish water) dipompakan ke dalam deaerator dan diinjeksikan hidrazin (N₂H₄) untuk mengikat oksigen yang terkandung dalam air sehingga dapat mencegah terbentuknya kerak (scale) pada tube boiler.

Reaksi

N₂H₄ + O₂ →  2 H₂O + N₂

Kedalaman deaerator juga dimasukkan low condensat yang berfungsi sebagai media pemanas.

Air yang keluar dari deaerator dialirkan dengan pompa sebagai air umpan boiler (boiler feed water).

http://4funjava.blogspot.com/2010/04/proses-pengolahan-air.html