Dalam industri pengolahan air, COD merupakan indikator inti yang tidak dapat diabaikan. Baik itu limbah domestik atau air limbah industri, hampir semua standar pembuangan mencantumkan batasan COD. Jadi, apa sebenarnya yang diwakili oleh COD? Dari mana asal COD dalam air limbah? Dan langkah penanganan apa saja yang diperlukan agar bisa mencapai standar? Artikel ini menjelaskan semua pertanyaan ini sekaligus.
Apa itu COD?
COD adalah singkatan dari Chemical Oxygen Demand. Sederhananya, ini mengukur jumlah total oksigen yang dikonsumsi oleh semua zat dalam air yang dapat dioksidasi oleh oksidan kimia (terutama bahan organik, tetapi juga termasuk sejumlah kecil bahan anorganik pereduksi).
Dengan kata lain, semakin tinggi nilai COD maka semakin banyak “benda kotor” yang dapat teroksidasi di dalam air, dan semakin tercemar pula air tersebut. Semakin rendah COD maka kualitas air semakin bersih.
Dalam standar pembuangan sebenarnya, batas COD bervariasi tergantung pada tujuan pembuangan dan kebutuhan setempat. Misalnya, standar limbah umum untuk instalasi pengolahan air limbah domestik mensyaratkan COD Kurang dari atau sama dengan 50 mg/L atau Kurang dari atau sama dengan 100 mg/L. Air limbah industri yang dibuang ke jaringan pipa kota atau badan air alami juga memiliki batasan COD yang jelas.
CODnya dari mana?
Setiap bahan organik atau zat pereduksi dalam air yang dapat teroksidasi akan membentuk COD. Ada tiga sumber utama:
Domestik : Sisa makanan, noda minyak, feses, deterjen, air limbah mandi.
Industri: Pati dan gula dari pabrik makanan, darah dari rumah potong hewan, pewarna dari percetakan dan pencelupan, pelarut kimia, pulp kayu dari pembuatan kertas, kotoran ternak.
Lainnya: Serasah daun tanaman, sisa mikroba, sulfida, nitrit.
Ingat saja: Segala sesuatu yang dapat "dioksidasi dan dibakar" dihitung sebagai COD.
Bagaimana COD dapat memenuhi standar pembuangan?
Mengurangi COD di instalasi pengolahan air limbah biasanya bukan merupakan proses{0}}satu langkah, melainkan pengurangan bertahap melalui proses multi-tahap. Berikut ini dijelaskan proses pengobatan standar dalam lima tahap.
Langkah 1: Perlakuan Awal – Penghilangan Partikel Besar dan Beberapa Bahan Organik Tersuspensi
Unit pra-perawatan terutama meliputi: saringan, ruang pasir, perangkap minyak, dan tangki pemerataan.
Layar tersebut menghalangi puing-puing besar seperti ranting pohon, kantong plastik, dan kain perca.
Ruang pasir memungkinkan pasir dan batu-batu kecil mengendap.
Perangkap gemuk menghilangkan minyak dan lemak yang mengambang.
Tangki pemerataan menyeimbangkan kualitas dan kuantitas air untuk mencegah dampak pada proses selanjutnya.
Langkah ini menghilangkan beberapa bahan organik yang tersuspensi dan mengambang, yang mengakibatkan penurunan awal COD, namun penurunannya terbatas.
Langkah 2: Koagulasi dan Sedimentasi Fisikokimia – Penghapusan COD Tersuspensi dan Koloid
Setelah perlakuan awal, sejumlah besar partikel tersuspensi halus dan bahan organik koloid masih tertinggal di dalam air. Ini tidak dapat mengendap dengan cepat karena gravitasi dan memerlukan penambahan bahan kimia untuk koagulasi dan sedimentasi.
Agen yang umum digunakan: Polialuminium klorida (PAC) dan poliakrilamida (PAM).
Prinsip Kerja: Reagen mengganggu kestabilan partikel kecil dan koloid, menyebabkannya berkumpul menjadi flok yang lebih besar, yang kemudian dipisahkan dalam tangki sedimentasi. Langkah ini secara signifikan menghilangkan COD tersuspensi dan koloidal, sehingga air menjadi lebih jernih.
Langkah 3: Perlakuan Biologis – Langkah Inti dalam Menghilangkan COD Terlarut
Pengolahan secara biologis adalah langkah paling penting dan ekonomis di sebagian besar instalasi pengolahan air limbah untuk mengurangi COD. Ini memanfaatkan aktivitas metabolisme mikroorganisme untuk menguraikan bahan organik terlarut dalam air menjadi karbon dioksida dan air.
Proses umum meliputi: proses A/O, proses A²/O, saluran oksidasi, SBR (Sequencing Batch Reactor), MBR (Membrane Bioreactor), dll.
Secara umum, ini dibagi menjadi dua lingkungan:
Tahap Anaerobik: Dalam kondisi-bebas oksigen, bakteri anaerob menguraikan molekul organik besar menjadi asam organik dan metana yang lebih kecil, sehingga meningkatkan efisiensi pengolahan aerobik selanjutnya. Cocok untuk-air limbah organik dengan konsentrasi tinggi.
Tahap Aerobik: Aerasi menyediakan oksigen, memungkinkan mikroorganisme aerobik berkembang biak dengan cepat dan dengan cepat mengonsumsi bahan organik di dalam air, mengoksidasi dan menguraikannya sepenuhnya.
Tahap ini dapat menghilangkan 70% hingga 90% atau lebih COD, yang mana hal ini sangat penting untuk mencapai kepatuhan pengobatan.
Langkah 4: Perawatan Lanjutan – Mengurangi Residu COD Setelah Perawatan Biologis
Setelah pengolahan secara biologis, bahan organik yang paling mudah terurai telah dihilangkan, namun sejumlah kecil bahan organik bandel mungkin masih tertinggal di dalam air, atau COD mungkin masih belum memenuhi standar pembuangan. Perawatan lanjutan kemudian diperlukan.
Metode umum meliputi:
Tangki sedimentasi sekunder: Memisahkan lumpur aktif dari air dalam sistem pengolahan biologis, memperjelas limbah. Ini adalah bagian dari proses konvensional, namun penggunaannya saja tidak dapat mengurangi COD terlarut lebih lanjut.
Oksidasi Fenton: Penambahan hidrogen peroksida dan garam besi menghasilkan radikal hidroksil yang sangat teroksidasi, yang dapat menghancurkan bahan organik bandel dengan struktur molekul yang stabil. Sangat cocok untuk air limbah industri dari industri kimia dan farmasi.
Adsorpsi karbon aktif: Memanfaatkan struktur berpori karbon aktif untuk menyerap sisa bahan organik dan warna, sehingga semakin mengurangi COD.
Filtrasi membran MBR: Modul membran secara langsung memerangkap koloid dan mikroorganisme, menghasilkan padatan tersuspensi dan COD yang sangat rendah dalam limbah.
Tujuan dari langkah ini adalah untuk semakin mengurangi COD yang tidak dapat ditangani oleh pengolahan biologis, dan memastikan bahwa limbah akhir memenuhi standar.
Langkah 5: Disinfeksi dan Pemulangan
Terakhir, air limbah mengalami desinfeksi (misalnya sinar ultraviolet, natrium hipoklorit, atau ozon) untuk membunuh mikroorganisme patogen. Pada saat yang sama, indikator-indikator seperti COD, nitrogen amonia, dan fosfor total memenuhi standar pembuangan, sehingga memungkinkan untuk dibuang ke badan air alami atau digunakan kembali (misalnya, untuk pertamanan, pembilasan, dll.).
Kualitas air yang berbeda memiliki konsentrasi COD dan persyaratan pengolahan yang berbeda, dan kombinasi proses yang spesifik perlu dirancang berdasarkan kondisi sebenarnya. Namun, memahami jalur dasar ini dengan jelas menunjukkan bahwa COD dalam air limbah tidak hilang begitu saja, namun berkurang selangkah demi selangkah melalui intersepsi fisik, pengendapan kimia, degradasi mikroba, oksidasi tingkat lanjut, dan filtrasi adsorpsi.
Jika perusahaan atau proyek Anda menghadapi COD yang melebihi standar, memeriksa kekurangan terhadap langkah-langkah di atas sering kali akan memberikan arahan untuk menyelesaikan masalah tersebut.