Sebaiknya limbah yang masih dalam kondisi atau dapat dimanfaatkan kembali menjadi hasil

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.

Agar kegiatan industri tetap berlangsung dan kebutuhan masyarakat akan air bersih dapat terpenuhi metode daur ulang air limbah merupakan langkah konkret yang harus dilakukan. Dewasa ini teknologi ozon muncul sebagai teknologi tepat guna dalam proses daur ulang air limbah industri dan domestik.

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.

Penulis : Anto Tri Sugiarto (Pusat Penelitian KIM-LIPI) Sumber : Kompas (10 Oktober 2003)

Sumber gambar, Getty Images

Keterangan gambar,

Barang-barang plastik yang kita anggap sebagai sampah, sebenarnya bisa dipakai lagi untuk bahan konstruksi.

Sampah plastik adalah masalah global yang sangat mencolok mata. Dari pegunungan tertinggi hingga palung laut terdalam, limbah plastik sepertinya tak terhindarkan lagi.

Dalam kondisi alami, plastik hampir tidak bisa dihancurkan, namun seluruh dunia menggunakannya dalam skala besar. Sekitar 359 juta ton plastik diproduksi di seluruh dunia setiap tahunnya.

Alam tidak dapat menangani pembuangan plastik dengan kecepatan yang cukup untuk mencegah bahaya bagi makhluk hidup.

Hal ini menimbulkan konsensus bahwa plastik adalah bahan yang tidak berkelanjutan. Dan ya, plastik memang merupakan masalah yang sangat besar, tetapi tidak harus demikian.

Masalah utamanya bukan plastik sebagai bahan. Masalahnya adalah model ekonomi linier kita: barang diproduksi, dikonsumsi, kemudian dibuang.

Model ini memperkirakan pertumbuhan ekonomi tanpa akhir dan tidak mempertimbangkan sumber daya planet yang bisa habis.

Tetapi sebenarnya ada banyak cara untuk mengatur siklus hidup plastik secara berbeda. Salah satu yang sedang saya kerjakan adalah mengubah plastik bekas menjadi bahan bangunan yang kuat, andal, dan berkelanjutan.

Kebanyakan orang mengira bahwa daur ulang plastik sangat terbatas: hanya ada beberapa jenis plastik yang dapat didaur ulang. Ini bukan hal yang mengejutkan, karena proporsi plastik yang didaur ulang sangat minim.

Inggris, misalnya, menggunakan lima juta ton plastik setiap tahun dan hanya 370.000 ton yang didaur ulang setiap tahunnya: hanya 7%.

Secara teknologi, semua polimer 100% dapat didaur ulang. Beberapa di antaranya dapat digunakan berulang kali untuk memproduksi barang yang sama. Beberapa jenis plastik dapat didaur ulang sebagaimana adanya, dengan menghancurkan benda menjadi serpihan, melelehkannya, dan menggunakannya lagi.

Sumber gambar, Sibele Cestari

Keterangan gambar,

Bata seperti ini bisa jadi cetak biru bata plastik yang kuat dan tahan lama untuk digunakan dalam konstruksi.

Plastik daur ulang semacam itu mungkin memiliki sifat mekanik yang lebih rendah dibandingkan dengan plastik sekali pakai, karena setiap kali plastik dilebur dan diproses, rantai polimeriknya menurun.

Tetapi itu bisa dipulihkan lagi dengan mencampurkannya dengan bahan tambahan atau plastik sekali pakai. Contoh daur ulang industri yang berhasil termasuk PET, atau polyetilen therephtalate, yang digunakan untuk membuat botol minuman ringan, dan polistiren.

Secara teknis, semua plastik lainnya dapat diolah kembali menjadi bahan baru dengan penggunaan yang berbeda.

Contoh penggunaan terakhir, misalnya, setiap sampah plastik dapat dipotong kecil-kecil dan digunakan sebagai pengisi aspal.

Sampah plastik juga bisa dipirolisis (diurai melalui pemanasan ) untuk menghasilkan bahan bakar.

Perusahaan Jepang Blest Corporation telah menjual mesin portabel untuk mengubah sampah plastik domestik menjadi bahan bakar dengan cara yang sederhana dan terjangkau.

Masalahnya adalah bahwa banyak sampah plastik yang tidak layak dan tak menguntungkan untuk didaur ulang. Polimer seperti karet, elastomer, termoset, dan limbah plastik campuran, begitu saja diberi label sebagai "tidak dapat didaur ulang" oleh sektor daur ulang.

Padahal, jumlah material ini di seluruh dunia sangat besar dan terus bertambah. Bagaimana jika sampah plastik ini bisa dimanfaatkan untuk menghasilkan sesuatu yang bermanfaat bagi masyarakat?

Banyak universitas dan pengusaha mencoba melakukannya. Sebagian besar menggunakan limbah plastik campuran untuk dimanfaatkan dalam fungsi yang berbeda dari aslinya. Misalnya, ada beberapa yang mengembangkan bahan bangunan dari sampah plastik.

Plastik itu kuat, tahan lama, tahan air, ringan, mudah dibentuk, dan dapat didaur ulang: ini adalah semua sifat kunci untuk bahan konstruksi.

Bagaimana jika semua sampah plastik ini bisa diubah menjadi bahan bangunan bagi masyarakat berpenghasilan rendah? Inisiatif awal ini cukup menjanjikan, tetapi belum dapat direproduksi pada skala industri.

Saya mempelajari sampah plastik dengan tujuan khusus untuk menemukan cara yang menarik untuk mengenyahkannya dari lingkungan.

Sejak 2009, saya telah mengembangkan sejumlah bahan bangunan yang terbuat dari limbah plastik sisa konsumen yang dicampur dengan plastik dari asal limbah yang berbeda.

Misanya, limbah pertanian seperti ampas tebu (produk sampingan industri gula di Brasil) dan ampas kopi, hingga limbah beton dan puing-puing konstruksi. Ditambah dengan plastik daur ulang, ada banyak cara untuk menciptakan bahan yang dapat menghasilkan batu bata, genteng, plastik kayu dan elemen berguna lainnya untuk membangun.

Tim kami sedang mencoba mengembangkan batu bata bangunan layak pakai yang terbuat dari plastik daur ulang. Kami telah menyiapkan berbagai bahan prospektif menggunakan campuran plastik baru dan plastik daur ulang (botol PET berwarna, polipropilen, polietilen) dan bahan limbah lokal lainnya, seperti rami, serbuk gergaji, limbah beton dan lumpur merah.

Sumber gambar, Sibele Cestari

Keterangan gambar,

Ada anggapan bahwa beberapa plastik tidak bisa didaur ulang, tetapi jika ditangani dengan benar, plastik tidak perlu dibuang ke TPA.

Saat ini kami sedang merancang properti bahan untuk proses rotomoulding, yaitu sebuah teknologi cetak plastik yang ideal untuk membuat barang berongga besar.

Kami ingin menggunakan plastik daur ulang sebanyak-banyaknya dalam balok bata ini. Sejauh ini, balok yang terbuat dari 25% plastik daur ulang memiliki kinerja yang sangat baik dalam pengujian mekanis. Selanjutnya kami akan mencoba 50%, 75%, hingga 100%.

Kami juga memikirkan estetika balok. Campuran plastik warna-warni yang didaur ulang biasanya menjadi abu-abu atau hitam. Untuk mewarnainya, kami menyiapkan campuran plastik murni atau daur ulang untuk melapisi sebagian besar blok.

Jadi, masalah mungkin bukan pada plastik.

Plastik justru bisa menjadi bagian dari jalan menuju cara hidup yang lebih berkelanjutan.

Menggunakan sumber daya alam atau terbarukan pun belum tentu ramah lingkungan. Jejak ekologis bahan polimer lebih kecil daripada bahan alami, yang memerlukan lahan subur, air bersih, pupuk, dan waktu regenerasi yang besar.

Menurut Global Footprint Network, sebelum pandemi kita mengharapkan 1,75 kali sumber daya yang tersedia di planet ini.

Memanfaatkan limbah yang "tidak dapat didaur ulang" dan mengembangkan plastik alternatif untuk menggantikan bahan alami dapat mengurangi tuntutan kita pada planet. Artinya, kemungkinan akan Bumi yang lebih bersih dan berkelanjutan untuk generasi berikutnya.

Sumber gambar, Sibele Cestari

Keterangan gambar,

Membangun dengan sampah plastik membutuhkan lebih sedikit sumber daya daripada produk alami.

Bahan bangunan yang terbuat dari plastik daur ulang belum banyak digunakan dalam industri konstruksi. Sebagian besar prototipe hanya digunakan untuk instalasi percontohan.

Diperlukan kemauan politik dan kesadaran lingkungan yang luas untuk mendorong lebih banyak investasi untuk potensi daur ulang plastik.

Namun mudah-mudahan kondisi mulai berubah seiring meningkatnya tekanan dari publik tentang masalah pencemaran plastik.

Berkat keterlibatan pemerintah dan industri dengan gagasan ekonomi melingkar, tampaknya akan ada celah di pasar dan di benak masyarakat, untuk menyambut inisiatif plastik yang dapat menggantikan bahan bangunan konvensional.

Sibele Cestari adalah ilmuwan bahan polimer dari Brasil, yang saat ini menjadi peneliti di Queen's University Belfast.

Artikel ini pertama kali tayang di The Conversation, dan diterbitkan ulang di bawah lisensi Creative Commons.