PENERAPAN KONSEP ELEKTROLIT DAN REDOKS DALAM PENGOLAHAN AIR KOTOR

Konsep elektrolit dan redoks terdapat dalam kehidupan sehari-hari dan indutri. Reaksi pembakaran dan perkaratan logam merupakn contoh reaksi redoks yang terjadi dalam keseharian kita. Didalam tubuh kita terkandung berbagai jenis elektrolit, di mana didalamnya berlangsung reaksi redoks, yaitu dalam metabolisme dan hantaran signal oleh sel syaraf. Aki dan berbagai jenis baterai menggunakan reaksi redoks sebagai sumber listrik. Baterai terdiri dari suatu oksidator dan suatu reduktor serta suatu elektrolit. Aki, sebagai contoh terdiri dari logam timbel (Pb) sebagai anode, oksidasi timbel (PbO₂)sebagai katode, dan asam sulfat sebagai elektrolitnya. Reaksi peruraian oleh mikroorganisme juga merupakan reaksi redoks. Nah, pada kesempatan kali ini akan kami bahas pemanfaatan konsep redoks dan elektrolit pada pengolahan limbah yaitu metode lumpur aktif.

Pernahkah anda mengamati air sungai di desa atau di hutan? Umumnya air sungai disana dapat digunakan untuk keperluan sehari - hari  seperti untuk mencuci, untuk mandi, bahkan untuk air minum. Tidak demikian halnya dengan daerah perkotaan atau daerah industri.Air sungai didaerah itu sering kali kotor dan berbau tidak sedap. Hal itu terjadi karenabanyaknya sampah atau limbah yang dibuang ke saluran air dan akhirnya masuk ke sungai. Di negara maju, air harus diolah terlebih dahulu sebelum dialirkan ke sungai, sehingga sungainya tetap bersih dan dapat digunakan untuk rekreasi.

Salah satu jenis limbah dalam air kotor adalah limbah organik, yaitu limbah yang merupakan sisa-sisa makluk hidup. Limbah seperti itu dapat berasal dari rumah tangga maupun industri. Limbah organik dapat diolah dengan memanfaatkan aksi bakteri pengurai yang disebut bakteri aerob. Air kotor (sewage) mengandung berbagai macam limbah, seperti bahan organik, lumpur, minyak, oli, bakteri patogen, virus, garam-garam, pestisida, detergen, logam berat, dan berbagai macam limbah plastik. Oleh karena itu, air kotor harus diproses untuk mengurangi sebanyak mungkin limbah-limbah tersebut.

Berbagai macam parameter digunakan untuk menggambarkan keadaan air limbah. Misalnya kekeruhan, zat padat tersuspensi, kandungan zat padat terlarut, kesamaan (pH),

jumlah oksigen terlarut (dissolved oxygen = DO), dan kebutuhan oksigen biokimia (biochemical oxygen demand = BOD).

Do adalah ukuran jumlah oksigen terlarut. Oksigen terlarut dapat berawal dari udara atau dari hasi fotosintesis tumbuhan air. Oksigen terlarut ini dibutuhkan oleh hewan – hewan air untuk pernafasannya. Hewan – hewan air dapat bertahan hidup jika kandungan oksigen terlarut (DO) tidak kurang dari 5 ppm. Oksigen terlarut juga digunakan oleh bakteri aerob dalam menguraikan sampah organik (oxygen-demanding materialis) yang terdapat di dalam air. Banyak oksigen yang diperlukan oleh bakteri aerob untuk menguraikan sampah organi dalam suatu contoh air disebut BOD. Semakin banyak sampah organik dalam air, semakin besar nilai BOD. Sebaliknya, kandungan oksigen terlarut (DO) akan semakin kecil.

Pengolahan air limbah dapat dibagi dalam tiga tahap, yaitu tahap primer, tahap sekunder, dan tahap tersier. Pengolahan tahap primer dimaksudkan untuk memisahkan sampah yang tidak terlarut dalam air agar tidak mengalami pengendapan(sedimentasi). Tahap sekunder dimaksudkan untuk menghilangkan BOD, yaitu dengan cara mengoksidasinya. Selanjutnya, tahap tersier dimaksudkan untuk menghilangkan sampah yang masih ada, seperti limbah organik beracun, logam berat, dan bakteri. Pengolahan tahap tersier dilakukan untuk  pengolahan air bersih. Pada bagian berikut akan dibahas salah satu cara pengolahan air limbah pada tahap sekunder, yaitu cara lumpur aktif (actived sluge  prosess).

Lumpur aktif adalah lumpur yang kaya dengan bakteri aerob, yaitu bakteri yang dapat menguraikan limbah organik dengan cara mengalami biodegradasi (oxygen-demanding materials).

Bakteri aerob mengubah sampah organik dalam air menjadi biomasa dari gas CO₂, sementara nitrogen organik diubah menjadi ammonium dan nitrat, fosforus organik diubah menjadi fosfat.

Biomassa hasil degradasi tetap berada dalam tangki aerasi hingga bakteri melewati masa pertumbuhan cepatnya (long phase). Setelah itu akan mengalami flokulasi membentuk padatan yang lebih mudah mengendap.Dari tangki pengendapan, sebagian lumpur dibuang, sebagian lain disirkulasikan kedalam tangki aerasi. Kombinasi antara bakteri dalam konsentrasi tinggi dan lapar (dalam lumpur yang disirkulasi) dengan jumlah nutrient yang banyak (dalam air kotor), memungkinkan penguraian dapat berlangsung  dengan cepat. Penguraian dengan metode lumpur aktif  hanya memerlukan beberapa jam, jauh lenih cepat dibandingkan dengan penguraian serupa yang terjadi secara alami dalam selokan atau air sungai.