I. PENDAHULUAN
Keberadaan limbah yang bersumber dari industri
kosmetik cukup mengkhawatirkan. Bahan beracun dan berbahaya banyak digunakan
sebagai bahan baku industri kosmetik maupun sebagai penolong. Beracun dan
berbahaya dari limbah ditunjukkan oleh sifat fisik dan kimia bahan itu sendiri,
baik dari jumlah maupun kualitasnya. Beberapa kriteria berbahaya dan beracun
telah ditetapkan antara lain mudah terbakar, mudah meledak, korosif, oksidator
dan reduktor, iritasi bukan radioaktif, mutagenik, patogenik, mudah membusuk
dan lain-lain. Dalam jumlah tertentu dengan kadar tertentu, kehadirannya dapat
merusakkan kesehatan bahkan mematikan manusia atau kehidupan lainnya sehingga
perlu ditetapkan batas-batas yang diperkenankan dalam lingkungan pada waktu
tertentu.
Industri kosmetik, saat ini lebih terfokus pada upaya untuk melakukan efisiensi
seiring makin melambungnya biaya produksi, belanja pegawai hingga ongkos
energi. Sehingga mau tak mau akan menomorduakan persoalan pembuangan limbahnya.
Apalagi pengolahan limbah memerlukan biaya tinggi. Padahal limbah industri
kosmetik sangat potensial sebagai penyebab terjadinya pencemaran. Pada umumnya
limbah industri kosmetik mengandung limbah B3, yaitu bahan berbahaya dan
beracun. Menurut PP 18/99 pasal 1, limbah B3 adalah sisa suatu usaha atau
kegiatan yang mengandung bahan berbahaya dan beracun yang dapat mencemarkan
atau merusak lingkungan hidup sehingga membahayakan kesehatan serta
kelangsungan hidup manusia dan mahluk lainnya.
Hal tersebut tidak bisa dibiarkan karena cepat atau lambat pasti akan membawa dampak yang buruk bagi lingkungan ataupun bagi kesehatan manusia. Limbah industri harus ditangani dengan baik dan serius oleh Pemerintah Daerah dimana wilayahnya terdapat industri. Pemerintah harus mengawasi pembuangan limbah industri dengan sungguh-sungguh. Pelaku industri harus melakukan cara-cara pencegahan pencemaran lingkungan dengan melaksanakan teknologi bersih, memasang alat pencegahan pencemaran, melakukan proses daur ulang dan yang terpenting harus melakukan pengolahan limbah industri guna menghilangkan bahan pencemaran atau paling tidak meminimalkan bahan pencemaran hingga batas yang diperbolehkan. Di samping itu perlu dilakukan penelitian atau kajian-kajian lebih banyak lagi mengenai dampak limbah industri yang spesifik (sesuai jenis industrinya) terhadap lingkungan serta mencari metoda atau teknologi tepat guna untuk pencegahan masalahnya.
Hal tersebut tidak bisa dibiarkan karena cepat atau lambat pasti akan membawa dampak yang buruk bagi lingkungan ataupun bagi kesehatan manusia. Limbah industri harus ditangani dengan baik dan serius oleh Pemerintah Daerah dimana wilayahnya terdapat industri. Pemerintah harus mengawasi pembuangan limbah industri dengan sungguh-sungguh. Pelaku industri harus melakukan cara-cara pencegahan pencemaran lingkungan dengan melaksanakan teknologi bersih, memasang alat pencegahan pencemaran, melakukan proses daur ulang dan yang terpenting harus melakukan pengolahan limbah industri guna menghilangkan bahan pencemaran atau paling tidak meminimalkan bahan pencemaran hingga batas yang diperbolehkan. Di samping itu perlu dilakukan penelitian atau kajian-kajian lebih banyak lagi mengenai dampak limbah industri yang spesifik (sesuai jenis industrinya) terhadap lingkungan serta mencari metoda atau teknologi tepat guna untuk pencegahan masalahnya.
II. PENGOLAHAN LIMBAH
Teknologi pengolahan limbah adalah kunci dalam
memelihara kelestarian lingkungan. Apapun macam teknologi pengolahan limbah
domestik maupun industri yang dibangun harus dapat dioperasikan dan dipelihara
oleh masyarakat setempat. Jadi teknologi pengolahan yang dipilih harus sesuai
dengan kemampuan teknologi masyarakat yang bersangkutan. Berbagai teknik
pengolahan limbah untuk menyisihkan bahan polutannya telah dicoba dan
dikembangkan selama ini. Teknik pengolahan air buangan yang telah dikembangkan
tersebut secara umum terbagi menjadi 3 metode pengolahan:
1. Pengolahan secara fisika
2. Pengolahan secara kimia
3. Pengolahan secara biologi
Untuk suatu jenis air buangan tertentu, ketiga
metode pengolahan tersebut dapat diaplikasikan secara sendiri-sendiri atau
secara kombinasi.
- Pengolahan limbah secara fisika
Pada umumnya, sebelum dilakukan pengolahan lanjutan
terhadap air buangan, diinginkan agar bahan-bahan tersuspensi berukuran besar
dan yang mudah mengendap atau bahan-bahan yang terapung disisihkan terlebih
dahulu. Penyaringan (screening) merupakan cara yang efisien dan murah
untuk menyisihkan bahan tersuspensi yang berukuran besar. Bahan tersuspensi
yang mudah mengendap dapat disisihkan secara mudah dengan proses pengendapan.
Parameter desain yang utama untuk proses pengendapan ini adalah kecepatan
mengendap partikel dan waktu detensi hidrolis di dalam bak pengendap.
Dalam industri kosmetik, limbah cair secara umum
diolah secara fisika dengan cara pengendapan purifikasi sehingga dihasilkan air
yang terpurifikasi yang dapat direcycle untuk kegiatan yang lain. Namun dalam
industri kosmetik terdapat limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) yang
biasanya berupa logam-logam berat dan sisa-sisa pelarut yang bersifat
toksik. Untuk bahan-bahan yang mengapung seperti minyak dan lemak agar
tidak mengganggu proses pengolahan berikutnya digunakan proses floatasi.
Floatasi juga dapat digunakan sebagai cara penyisihan bahan-bahan tersuspensi
atau pemekatan lumpur endapan dengan memberikan aliran udara ke atas. Proses
filtrasi dalam pengolahan air buangan biasanya dilakukan untuk mendahului
proses adsobrsi atau proses revers osmosis, untuk menyisihkan sebanyak mungkin
partikel tersuspensi dari dalam air agar tidak mengganggu proses adsorbsi atau
menyumbat membran yang dipergunakan dalam proses osmosis. Proses adsorbsi
biasanya menggunakan karbon aktif, dilakukan untuk menyisihkan senyawa aromatik
(fenol) dan senyawa organik terlarut lainnya, terutama jika diinginkan untuk
menggunakan kembali air buangan tersebut. Teknologi membran (reverse osmosis)
biasanya diaplikasikan untuk unit-unit pengolahan kecil, terutama jika
pengolahan ditujukan untuk menggunakan kembali air yang diolah. Biaya instalasi
dan operasinya sangat mahal.
- Pengolahan secara kimia
Pengolahan limbah industri kosmetik yang berupa
logam berat dan sisa pelarut toksik secara kimia dilakukan dengan pengikatan
bahan kimia menggunakan partikel koloid. Penyisihan bahan tersebut dilakukan
melalui perubahan sifat bahan tersebut, yaitu tak mudah diendapkan
(flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksi oksidasi-reduksi, dan juga
berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi.
Pengendapan bahan tersuspensi yang tak mudah
larut dilakukan dengan membubuhkan elektrolit yang mempunyai muatan yang
berlawanan dengan muatan koloidnya agar terjadi netralisasi muatan koloid
tersebut, sehingga akhirnya dapat diendapkan. Penyisihan logam berat dan
senyawa fosfor dilakukan dengan membubuhkan larutan alkali (air kapur misalnya)
sehingga terbentuk endapan hidroksida logam-logam tersebut atau endapan
hidroksiapatit. Endapan logam tersebut akan lebih stabil jika pH air > 10,5
dan untuk hidroksiapatit pada pH > 9,5. Khusus untuk krom heksavalen,
sebelum diendapkan sebagai krom hidroksida [Cr(OH)3], terlebih dahulu direduksi
menjadi krom trivalent dengan membubuhkan reduktor (FeSO4, SO2, atau Na2S2O5).
Penyisihan bahan-bahan organik beracun seperti fenol dan sianida pada
konsentrasi rendah dapat dilakukan dengan mengoksidasinya dengan klor (Cl2),
kalsium permanganat, aerasi, ozon hidrogen peroksida. Pada dasarnya kita dapat
memperoleh efisiensi tinggi dengan pengolahan secara kimia, akan tetapi biaya
pengolahan menjadi mahal karena memerlukan bahan kimia.
Hasil pengolahan limbah B3 dari industri kosmetik
ini harus di buang . Salah satunya dengan metode injection well.
Sumur injeksi atau sumur dalam (deep well
injection) digunakan di Amerika Serikat sebagai salah satu tempat
pembuangan limbah B3 cair (liquid hazardous wastes). Pembuangan limbah
ke sumur dalam merupakan suatu usaha membuang limbah B3 ke dalam formasi
geologi yang berada jauh di bawah permukaan bumi yang memiliki kemampuan
mengikat limbah, sama halnya formasi tersebut memiliki kemampuan menyimpan
cadangan minyak dan gas bumi. Hal yang penting untuk diperhatikan dalam
pemilihan tempat ialah struktur dan kestabilan geologi serta hidrogeologi
wilayah setempat. Limbah B3 diinjeksikan dalam suatu formasi berpori yang
berada jauh di bawah lapisan yang mengandung air tanah. Di antara lapisan
tersebut harus terdapat lapisan impermeable seperti shale atau tanah liat yang
cukup tebal sehingga cairan limbah tidak dapat bermigrasi. Kedalaman sumur ini
sekitar 0,5 hingga 2 mil dari permukaan tanah. Tidak semua jenis limbah B3
dapat dibuang dalam sumur injeksi karena beberapa jenis limbah dapat
mengakibatkan gangguan dan kerusakan pada sumur dan formasi penerima limbah.
Hal tersebut dapat dihindari dengan tidak memasukkan limbah yang dapat
mengalami presipitasi, memiliki partikel padatan, dapat membentuk emulsi,
bersifat asam kuat atau basa kuat, bersifat aktif secara kimia, dan memiliki
densitas dan viskositas yang lebih rendah daripada cairan alami dalam formasi
geologi. Hingga saat ini di Indonesia belum ada ketentuan mengenai pembuangan
limbah B3 ke sumur dalam (deep injection well). Ketentuan yang ada mengenai hal
ini ditetapkan oleh Amerika Serikat dan dalam ketentuan itu disebutkah bahwa:
- Dalam kurun waktu 10.000 tahun, limbah B3 tidak boleh bermigrasi secara vertikal keluar dari zona injeksi atau secara lateral ke titik temu dengan sumberair tanah.
- Sebelum limbah yang diinjeksikan bermigrasi dalam arah seperti disebutkan di atas, limbah telah mengalami perubahan higga tidak lagi bersifat berbahaya dan beracun.
- Pengolahan secara biologi
Gambar. Skema pengolahan secara biologi
Sebagai contoh adalah pengolahan etil alkohol. Etil
alkohol merupakan pelarut dalam industri kosmetik. Limbah cair ini bersifat
mudah terbakar sehingga perlu penanganan khusus dalam proses pengolahan
limbahnya. Proses pengolahan limbah etil alkohol dapat dilihat dalam diagram di
bawah ini :
= recovered/ renewable resource
Residu alkohol yang berasal dari limbah kosmetik
dipisahkan lalu difermentasikan. Parameter yang mempengaruhi proses fermentasi
ini antara lain adalah suhu, pH, alkalinitas, DO, BOD, dan COD. Setelah
difermentasikan, selanjutnya didestilasi untuk dipisahkan etil alkohonya.
Parameter proses destilasi antara lain: suhu dan tekanan uap, Etil
alcohol murni yang didapatkan selanjutnya dapat digunakan lagi dalam industri
kosmetik.
Selain etil alkohol dihasilkan pula etanol.
Etanol yang dihasilkan dari destilasi ini selanjutnya digunakan sebagai
‘green fuel’. Sedangkan residu sisanya dievaporasi. Kondensat hasil evporasi
disaring dengan menggunakan trickling filter menghasilkan air yang dapat
digunakan dalam proses industri serta untuk menyiram tanaman. Sisa dari proses
evaporasi dapat dijadikan pakan konsentrat.
Produk limbah cair etil alkohol banyak digunakan untuk
menggantikan sumber energi yang tidak dapat diperbarui seperti bahan bakar
fosil. Sebagai sumber yang dapat diperbarui, etanol memiliki keuntungan yang
berarti bagi lingkungan. Sebagai contoh, ketika digunakan sebagai bahan bakar
tambahan dalam automobile, etanol sendiri dapat:
- Mengurangi gas knalpot dan gas greenhouse hingga 10%
- Mengurangi pelepasan karbondioksida dan gas beracun tinggi-hingga 30%
- Menghasilkan reduksi bersih pada lapisan bawah ozon, komponen besar dari asap dan bahaya kesehatan bagi anak-anak dan dewasa untuk masalah pernapasan
- Membantu mengurangi ketergantungan negeri kita dalam impor minyak asing.
Selain itu pengolahan
limbah secara biologi dapat dilakukan dengan metode lumpur aktif. Pengolahan
sistem lumpur aktif adalah metode pemprosesan limbah dengan mempelajari proses
dekomposisi secara mikrobiologis yang dikenal dengan biodegradasi oleh
mikroorganisme pengurai. Lumpur akan mengandung berbagai jenis mikroorganisme
heterotrofik termasuk bakteri yang memiliki peran penting dalam proses
pembersihan secara biologis. Bakteri dapat memanfaatkan bahan terlarut maupun
yang tersuspensi dalam air sebagai energi. Bakteri tersuspensi dalam lumpur
digunakan untuk mengolah limbah secara mikrobiologis dapat dikembangkan dengan
pembibitan (seeding) lumpur yang berasal dari ekosistem alam yang
terkontaminasi, tercemar, maupun dari ekosistem alami yang memiliki sifat-sifat
khas ataupun ekstrim. Salah satu limbah yang dapat diolah dengan metode
tersebut adalah limbah deterjen. Deterjen adalah senyawa sintetik yang termasuk
surface active agent. Deterjen merupakan salah satu bahan pencuci yang banyak
digunakan sebagai zat pencuci untuk keperluan kosmetik karena memiliki sifat
sebagai pendispersi, pencuci dan pengemulsi. Penyusun utama deterjen adalah
Dodecyl Benzene Sulfonat (DBS). DBS berfungsi untuk menghasilkan busa.
Keberadaan busa-busa tersebut dapat membatasi kontak udara-air sehingga
organisme air akan kekurangan oksigen. Adapun metode penelitian yang digunakan
untuk menguji kemampuan bakteri dalam mengolah limbah deterjen (DBS) adalah
sebagai berikut:
- Sampling Sedimen Sungai Tebe
Sedimen diambil dari dasar sungai kemudian disimpan
dalam box sampel suhu 40 C. Sedimen lalu diisolasi bakteri dengan media benzene
sulfonat (2 g DBS, 1 g NPK, 0,4 g Mg.SO4.7 H20)
- Penentuan
waktu eksponensial melalui kurva pertumbuhan bakteri.
Media cair berisi 500 ml masing-masing dimasukkan dalam 2 erlenmeyer 1 L. Kemudian media ditambahkan isolat bakteri secara aseptik dan media lain sebagai kontrol. Media lalu diaerasi, pertumbuhan isolat bakteri diukur dengan turbidimeter setiap 1 jam selama 12 jam. Dari hasil tersebut akan diperoleh waktu pertumbuhan bakteri saat mencapai eksponensial. - Pembibitan (Seeding) dan pertumbuhan isolat bakteri yang diinokulasikan dalam lumpur aktif. Waktu pembibitan disesuaikan dengan kurva pertumbuhan bakteri, dimana larutan bibit telah siap dipanen saat mencapai fase eksponensial.
- Penentuan
Kemampuan Biodegradasi DBS oleh isolat bakteri
air limbah disiapkan dengan cara melarutkan 1 g DBS; 0,5 g NPK dan 0,2 g MgSO4.7H2O ke dalam 1 liter akuades. Campuran digojog hingga homogen. Larutan tersebut mengalami proses aerasi. Sebelum larutan bibit dipindahkan ke dalam reaktor, kadar DBS daripada larutan bibit yang telah mencapai fase eksponensial diukur sebagai faktor koreksi yaitu untuk mengetahui kadar DBS yang tersisa saat proses pembibitan. Larutan bibit sebanyak 200 ml dimasukkan dalam gelas beker dan juga 800 ml limbah DBS. Selain larutan tersebut juga dibuat larutan kontrol.
Dari hasil penelitian, diketahui bahwa proses biodegradasi Dodecyl Benzena Sulfonat (DBS) dengan menggunakan isolat bakteri dari sedimen sungai Tebe Denpasar menunjukkan penurunan kadar DBS selama 7 hari pengolahan. - III. CONTOH PENGOLAHAN LIMBAH KOSMETIK DI INDONESIA
Limbah cair dari PT
P&G terutama mengandung bahan organik yang tinggi yang berasal dari
produksi shampo (80 % dari total limbah). Sistem pengolahan limbah cair PT
P&G dilakukan secara kombinasi fisik-kimia-biologis. Pengolahan kimia yang digunakan
adalah proses koagulasil flokulasi, sedangkan proses biologis yang digunakan
adalah proses lumpur aktif (activated sludge).
Pengolahan kimia dengan proses koagulasi/flokulasi menggunakan bahan kimia
Na2CO3 untuk pengaturan pH, PAC sebagai koagulan, dan polimer anionik sebagai
koagulan pembantu. Berdasarkan percobaan yang dilakukan, didapatkan dosis
optimum koagulan yang digunakan, yaitu Na2CO3 sebesar 600 ppm, PAC sebesar 4000
ppm, dan polimer anionik sebesar 1.5 ppm. Efisiensi yang diperoleh adalah zat
padat tersuspensi (SS) tebesar 80,3% dan COD sebesar 80,8%.
Pengolahan biologis baik dengan proses lumpur aktif maupun gabungan proses
anaerob-aerob dalam reaktor tipe fixed film dilakukan dengan menggunakan tiga
variasi waktu tinggal (detention time), yaitu 24 jam, 48 jam, dan 72 jam.
Pengolahan limbah cair dengan proses anaerob dan aerob dalam reaktor tipe fixed
film (AAFBR) dengan waktu tinggal 24 jam dapat menurunkan COD maksimum sebesar
34,94%, dengan waktu tinggal 48 jam sebesar 75,34%, sedangkan dengan waktu
tinggal 72 jam sebesar 81,53%.
Sedangkan proses lumpur aktif dengan waktu tinggal 24 jam dapat menurunkan COD
maksimum sebesar 52,01%, dengan waktu tinggal 48 jam sebesar 68,29%, dan dengan
waktu tinggal 72 jam sebesar 76,22%.
Berdasarkan pengamatan, terlihat bahwa persentase penyisihan COD pada proses
aerob cenderung menurun dengan bertambahnya waktu tinggal. Sebaliknya dengan
proses anaerob, persentase penyisihan COD pada proses aerob semakin meningkat
dengan bertambahnya waktu tinggal. Yang perlu diperhatikan bahwa tenyata
efisiensi pengolahan Iimbah cair dengan proses koagulasi/flokulasi (proses
fisik kimia), proses lumpur aktif dan proses anaerob-aerob (proses
fisik-biologi) yang dilakukan secara terpisah belum dapat menurunkan beban COD
sampai memenuhi baku mutu limbah yang berlaku. Untuk memperoleh efisiensi
pengolahan yang dapat menurunkan beban COD sampai memenuhi baku mutu maka
dilakukan penggabungan terhadap ketiga proses.
IV. STUDI KASUS PENGOLAHAN LIMBAH CAIR
KOSMETIK DI SEBUAH PERUSAHAAN KOSMETIK AMERIKA KMS (KOCH MEMBRANE SYSTEM )
Industri kosmetik
menghasilkan limbah sebagai akibat dari pembersihan alat-alat pencampuran,
pengemas dan lantai. Limbah ini sering mengandung minyak, lemak, padatan
tersuspensi dan surfaktan. Konsentrasi dari polutan ini beragam
tergantung pada jenis dan ukuran operasional industri kosmetik. Aliran limbah
juga berubah-ubah secara signifikan karena siklus operasi dari fasilitas
industri. Penting dilakukan sistem pengolahan limbah yang secara efektif
dan ekonomis dapat menangani variabilitas limbah tanpa berpengaruh pada
kualitas efluen.
Metode konvensional untuk menangani kosmetik
meliputi penggunaan bahan kimia yang berhubungan dengan penetapan kejernihan
air, alat dissolved air flotation, dan rotary drum vacuum filters.
Sejak tahun 1980, KMS ( Koch Membrane System ) telah menggunakan ultrafiltrasi
(UF).
Keuntungan ultrafiltrasi adalah sebagai berikut:
- Tidak membutuhkan bahan kimia seperti polimer atau koagulan lain
- Mudah dioperasikan dan hanya butuh sedikit tenaga operator
- Konsisten dan efluent kualitas tinggi dapat dicapai dengan ultrafiltrasi walaupun komposisi limbah cair “mentah” sangat beragam.
KMS telah menyediakan lebih dari 20 sistem ultrafiltrasi
untuk pengolahan limbah cair industri. Sistem UF menggunakan baik tubular (1″
FEG™-Plus, salah satunya membran HFM-251 atau HFP-276 ) dan hollow fiber
(membran XM atau CM) produk membran. Sistem UF KMS telah berhasil mencapai
pengurangan volume 10 -100 kali tergantung komposisi bahan dan membran yang
digunakan. Dikarenakan komposisi limbah cair industri kosmetik beragam maka
fluks membran hanya dapat ditentukan dengan ploting sebenarnya.
Untuk tubular 1”, produk-produk FEG™, fluks
membran pada metode ini berkisar antara 30 – 40 GFD (51 – 68 lmh).
Untuk produk hollow fiber KMS , fluks berkisar dari 15 – 25
GFD (26 – 43 lmh). Beberapa hasil parameter pengolahan limbah
industri kosmetik dengan sistem UF sbb :
Rekomendasi Pretreatment untuk sistem UF meliputi
penghilangan minyak free floating dan padatan . Kantung
filter 200 mikron direkomendasikan sebagai prefiltrasi untuk membran fiber
sementara membran tubular FEG™ hanya membutuhkan 3000 mikron filter.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2005. Parallel Products, The Waste
Management and Resource Recovery Experts.
Fitriani Niza. 2010. Optimasi pengolahan limbah
cair dengan proses fisika-kimia-biologi : studi kasus industri permen,
kosmetik, dan farmasi, pt procter & gamble indonesia. Jakarta. Tersedia
online : http://www.lontar.ui.ac.id//opac/themes/libri2/detail.jsp?id=75272&lokasi=lokal diakses 4 oktober 2010
Koch Membrane Systems, Inc., 2005, Application
Bulletin Cosmetics Wastewater Treatment , www.kochmembrane.com diakses 4 oktober 2010
Ritariata.blogspot,
2010, Pengolahan Limbah Cair Pada Industri. http://ritariata.blospot.com diakses pada tanggal 14 Oktober
2010 pada pukul 23.39 WIB
Majaromagazine, 2008, Teknologi Pengolahan
Limbah B3. http://majarimagazine.com diakses pada tanggal 14 Oktober
2010 pada pukul 23.39 WIB
Scribd, 2010, Jenis dan Karateristik Limbah B3,
http://www.scribd.com diakses pada tanggal 14 Oktober
2010 pada pukul 23.42 WIB
Putra prabu, 2008, Identifikasi dan
Karakterisasi Limbah B3, http://putraprabu.wordpress.com diakses pada
tanggal 14 Oktober 2010 pada pukul 23.39 WIB
Opixcute.blogspot, 2009, Penyebab BOD dan COD,
http://opixcute.blogspot.com diakses pada tanggal 15
Oktober 2010 pada pukul 00.13 WIB
Chemistry, 2009, Pretretment pada Pengolahan
Limbah, http://Chem-Is-Try.Org/2009/06/08/Pretreatment
pada pengolahan limbah.htm diakses pada tanggal 15
0 komentar:
Posting Komentar