Pengolahan Limbah Industri Kertas

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1       Pengertian Limbah

Limbah merupakan buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industry maupun domestic (rumah tangga atau yang lebih dikenal sabagai sampah), yang kehadirannya pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomis. Jenis sampah ini pada umumnya berbentuk padat dan cair. Kertas adalah bahan yang tipis dan rata, yang dihasilkan dengan kompresi serat yang berasal dari pulp. Serat yang digunakan biasanya adalah alami, dan mengandung selulosa dan hemiselulosa. Pabrik Kertas menghasilkan limbah cair yang mengandung logam berat jenis Hg dan Cu. Limbah cair tersebut berupa bubur kertas encer yang apabila dibuang sembarangan akan mengakibatkan pencemaran lingkungan.

2.2       Bahan Baku Industri Kertas

Kayu sebagai bahan baku dalam industri kertas mengandung beberapa komponen antara lain :

1.   Selulosa

Selulosa merupakan komponen yang paling dikehendaki dalam pembuatan kertas karena bersifat panjang dan kuat. Menurut Stanley (2001) dalam kayu mengandung sekitar 50 % komponen selulosa.

2.   Hemiselulosa

Hemiselulosa lebih mudah larut dalam air dan biasanya dihilangkan dalam proses pulping.

3.   Lignin

Lignin berfungsi merekatkan serat – serat selulosa sehingga menjadi kaku. Pada proses pulping secara kimia dan proses pemutihan akan menghilangkan komponen lignin tanpa mengurangi serat selulosa. Menurut Stanley (2001) komponen lignin dalam kayu adalah sekitar 30 %.

4.   Bahan ekstraktif

Komponen ini meliputi hormon tumbuhan, resin, asam lemak dan unsur lain. Komponen ini sangat beracun bagi kehidupan perairan dan mencapai jumlah toksik akut dalam limbah industri kertas. Jumlah komponen hemiselulosa dan hidrokarbon dalam kayu adalah sekitar 20 %.

2.3       Karakteristik limbah pabrik kertas

Warnanya yang kehitaman atau abu-abu keruh, bau yang khas, kandungan padatan terlarut dan padatan tersuspensi yang tinggi, COD yang tinggi dan tahan terhadap oksidasi biologis

2.4       Limbah Industri Kertas

Pada proses pembuatan kertas terdapat zat yang berpotensi mencemari lingkungan. Limbah proses pembuatan kertas yang berpotensi mencemari lingkungan tersebut dibagi menjadi 4 kelompok yaitu :

ü  Limbah cair, yang terdiri dari :

·         Padatan tersuspensi yang mengandung partikel kayu, serat dan pigmen

·         Senyawa organik koloid terlarut seperti hemiselulosa, gula, alkohol, lignin, terpenting, zat pengurai serat, perekat pati dan zat sintetis yang menghasilkan BOD (Biological Oxygen Demand) tinggi,

·         Limbah cair berwarna pekat yang berasal dari lignin dan pewarna kertas,

·         Bahan anorganik seperti NaOH, Na2SO4 dan klorin,

·         Limbah panas

·         Mikroba seperti golongan bakteri koliform.

ü  Partikulat yang terdiri dari :

·         Abu dari pembakaran kayu bakar dan sumber energi lain

·         Partikulat zat kimia terutama yang mengandung natrium dan kalsium.

ü  Gas yang terdiri dari :

·         Gas sulfur yang berbau busuk seperti merkaptan dan H2S yang dilepaskan dari berbagai tahap dalam proses kraft pulping dan proses pemulihan bahan kimia

·         Oksida sulfur dari pembakaran bahan bakar fosil, kraft recovery furnace dan lime kiln (tanur kapur)

·         Uap yang mengganggu jarak pandangan

ü  Limbah padat yang terdiri dari :

·         Sludge dari pengolahan limbah primer dan sekunder

·         Limbah dari potongan kayu.

2.5       Dampak Pencemaran Limbah Pabrik Kertas

Adapun dampak dari limbah industri kertas yaitu pencemaran lingkungan  dan kesehatan manusia, dan ini dampak bagi pencemaran lingkungan antara lain :

a.       Membunuh ikan, kerang, dan invertebrata akuatik lainnya

b.      Memasukkan zat kimia karsinogenik dan zat pengganggu aktivitas hormon ke dalam lingkungan

c.       Menghabiskan jutaan liter air tawar

d.      Menimbulkan resiko terpaparnya masyarakat oleh buangan zat kimia berbahaya dari limbah industri yang mencemari lingkungan

Terdapat beberapa senyawa dalam industri pulp dan kertas yang berpeluang besar bersifat karsinogenik  bagi kesehatan manusia, yaitu :

·         Asbes

Asbes dapat menyebabkan kanker paru – paru, digunakan pada penyambungan pipa dan boiler.

·         Aditif kertas lainnya termasuk benzidine-base dyes, formaldehid dan epichlorohydrin yang berpeluang menimbulkan kanker pada manusia.

·         Kromium heksavalen dan senyawa nikel

Senyawa ini umumnya digunakan pada pengelasan stainless steel dan dikenal sebagai karsinogenik terhadap paru – paru dan organ pernafasan lain.

·         Debu kayu (utamanya kayu keras)

Debu kayu keras dikenal sebagai penyebab kanker pernafasan.

·         Hidrazin, styren, minyak mineral, chlorinated phenols dan dioxin

Senyawa – senyawa tersebut berpeluang besar menyebabkan kanker.

2.6       Pengolahan Limbah Industri Kertas

Limbah industri terdiri dari limbah gas, cair dan padat, berbagai cara untuk mencegah pencemaran udara antara lain :

ü  Pencemar berbentuk gas

a.       Adsorbsi

Adsorbsi merupakan proses melekatnya molekul polutan atau ion pada permukaan zat padat, yaitu adsorben, seperti karbon aktif dan silikat.

b.      Absorbsi

Absorbsi merupakan proses penyerapan yang memerlukan solven yang baik untuk memisahkan polutan gas dengan konsentrasinya.

c.       Kondensasi

Kondensasi merupakan proses perubahan uap air atau benda gas menjadi cair pada suhu udara di bawah titik embun.

d.      Pembakaran

Pembakaran merupakan proses untuk menghancurkan gas hidrokarbon yang terdapat di dalam polutan dengan menggunakan proses oksidasi panas yang disebut incineration menghasilkan gas karbon dioksida (CO2) dan air.

ü  Pencemaran berbentuk partikel

a.    Filter

Filter udara bertujuan menangkap debu atau partikel yang ikut keluar cerobong atau stack pada permukaan filter agar tidak ikut terlepas ke lingkungan.

b.    Filter basah

Cara kerja filter basah atau scrubbers/ wet collectors adalah membersihkan udara kotor dengan menyemprotkan air dari bagian atas alat sedangkan udara yang kotor dari bagian bawah alat.

c.     Elektrostatik

Alat pengendap elektrostatik menggunakan arus searah (DC) yang mempunyai tegangan 25 – 100 KV sehingga terjadi pemberian muatan pada polutan dan akhirnya mengendap.

d.    Kolektor mekanis

Kolektor mekanis merupakan proses pengendapan polutan partikel berukuran besar secara gravitasi. Contohnya adalah cyclone separators (pengendap siklon) dengan memanfaatkan gaya sentrifugal.

ü  Program penghijauan

Program penghijauan bertujuan untuk menyerap hasil pencemaran udara berupa gas karbon dioksida (CO2) dan melepas oksigen sehingga mengurangi jumlah polutan di udara.

ü  Pembersih udara secara elektronik

Pembersih udara secara elektronik (electronic air cleaner) dapat berfungsi mengurangi polutan udara dalam ruangan.

ü  Ventilasi udara dan exhaust fan

Ventilasi udara dan exhaust fan bertujuan agar kebutuhan oksigen ruangan tercukupi dan polutan segera keluar dari ruangan sehingga ruangan bebes polutan.

ü  Pengolahan  limbah cair pada dasarnya dikelompokkan menjadi 3 tahap yaitu:

1.      Pengolahan primer

Pengolahan primer bertujuan membuang bahan – bahan padatan yang mengendap atau mengapung. Pada dasarnya pengolahan primer terdiri dari tahap – tahap untuk memisahkan air dari limbah padatan dengan membiarkan padatan tersebut mengendap atau memisahkan bagian – bagian padatan yang mengapung. Pengolahan primer ini dapat menghilangkan sebagian BOD dan padatan tersuspensi serta sebagian komponen organik. Proses pengolahan primer limbah cair ini biasanya belum memadai dan masih diperlukan proses pengolahan selanjutnya.

2.      Pengolahan sekunder

Pengolahan sekunder limbah cair merupakan proses dekomposisi bahan – bahan padatan secara biologis. Penerapan yang efektif akan dapat menghilangkan sebagian besar padatan tersuspensi dan BOD. Ada 2 proses pada pengolahan sekunder yaitu :

a.       Penyaring trikle

Penyaring trikle menggunakan lapisan batu dan kerikil dimana limbah cair dialirkan melalui lapisan ini secara lambat. Dengan bantuan bakteri yang berkembang pada batu dan kerikil akan mengkonsumsi sebagian besar bahan – bahan organik.

b.      Lumpur aktif

Kecepatan aktivitas bakteri dapat ditingkatkan dengan cara memasukkan udara dan lumpur yang mengandung bakteri ke dalam tangki sehingga lebih banyak mengalami kontak dengan limbah cair yang telah diolah pada proses pengolahan primer. Selama proses ini limbah organik dipecah menjadi senyawa – senyawa yang lebih sederhana oleh bakteri yang terdapat di dalam lumpur aktif.

3.      Pengolahan tersier

Proses pengolahan primer dan sekunder limbah cair dapat menurunkan BOD air dan meghilangkan bakteri yang berbahaya. Akan tetapi proses tersebut tidak dapat menghilangkan komponen organik dan anorganik terlarut. Oleh karena itu perlu dilengkapi dengan pengolahan tersier.

Pengolahan limbah cair pada industri pulp dan kertas terdiri atas tahap netralisasi, pengolahan primer, pengolahan sekunder dan tahap pengembangan. Sebelum masuk ke tempat pengendapan primer, air limbah masuk dalam tempat penampungan dan netralisasi. Pada tahap ini digunakan saringan untuk menghilangkan benda – benda besar yang masuk ke air limbah.

Pengendapan primer biasanya bekerja atas dasar gaya berat. Oleh karenanya memerlukan waktu tinggal sampai 24 jam. Untuk meningkatkan proses pengendapan dapat digunakan bahan flokulasi dan koagulasi di samping mengurangi bahan yang membutuhkan oksigen. Pengolahan secara biologis dapat mengurangi kadar racun dan meningkatkan kualitas air buangan (bau, warna, dan potensi yang mengganggu badan air). Apabila terdapat lahan yang memadai dapat digunakan laguna fakultatif dan laguna aerasi. Laguna aerasi akan mengurangi 80 % BOD dengan waktu tinggal 10 hari.

Apabila tidak terdapat lahan yang memadai maka proses lumpur aktif, parit oksidasi dan trickling filter dapat digunakan dengan hasil kualitas yang sama tetapi membutuhkan biaya operasional yang tinggi.

Tahap pengembangan dilakukan dengan kapasitas yang lebih besar, melalui pengolahan fisik dan kimia untuk melindungi badan air penerima (Devi, 2004). Sedangkan endapan (sludge) yang biasanya diperoleh dari proses filter press dari IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah), menurut Sunu (2001) dapat dikategorikan sebagai limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun) atau tidak. Pembuangan lumpur organik, termasuk pada industri pulp dan kertas, dapat dibedakan menjadi :

1.            Metode pembakaran

Metode pembakaran ini merupakan salah satu cara untuk mencegah dampak lingkungan yang lebih luas sebelum dilakukan pembuangan akhir. Beberapa metode yang dapat dilakukan antara lain adalah metode incinerator basah yang mengoksidasi lumpur organik pada suhu dan tekanan tinggi.

2.            Metode fermentasi metan dan metode pembusukan

Metode fermentasi metan dilakukan menggunakan tangki fermentasi sehingga dihasilkan gas metan, sedangkan metode pembusukan akan diperoleh hasil akhir berupa kompos. Lumpur yang dihasilkan dari pengolahan buangan pada masa lalu biasanya ditimbun. Akan tetapi sistem ini menimbulkan bau karena pembusukan dan menyebabkan pencemaran air tanah dan air permukaan. Sekarang lumpur dihilangkan airnya dan dibakar atau digunakan sebagai bahan bakar.

2.7       Usaha Penanggulangan Masyarakat terhadap Limbah Industri Kertas

Masyarakat juga turut andil dalam pengelolaan limbah pabrik kertas. Limbah pabrik kertas dapat didaur ulang menjadi karton yang memiliki nilai jual tinggi. Karton hasil pengolahan limbah pabrik kertas ini disebut dengan kertas gembos. Proses pembuatannya relative sederhana. Sludge dan kertas pemulung diproses menjadi bubur kertas. Kemudian dicetak menjadi lembaran dengan ukuran 66 x 78 cm. Setelah itu, dijemur di bawah terik matahari selama empat jam. Kemudian dihaluskan dengan rol kalender. Kemudian di pak dengan berat 25 kg. Hal ini tentu saja terasa lebih bernilai ekonomis serta dapat mengurangi dampak terhadap lingkungan.