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.

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.

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.

Bagan pengolahan air limbah lumpur aktif dengan penerapan sistem ozon dapat dilihat pada Gambar 1. 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
Dunia Pompa : Dunia Pompa Air Bersih Sumur Bor Artesis Atasi Bau Kering Kuning Tercemar dan Keruh