Sistem Pengolahan Cairan Air Lindi dan Filtrasi

SISTEM PENGOLAHAN CAIRAN AIR LINDI

DAN FILTRASI

A.    Pengertian air lindi

Pengolahan lindi merupakan salah satu alternatif untuk mewujudkan pengelolaan sampah secara terpadu dan berwawasan lingkungan.

Air lindi merupakan air dengan konsentrasi kandungan organik yang tinggi yang terbentuk dalam landfill akibat adanya air hujan yang masuk ke dalam landfill. Air lindi merupakan cairan yang sangat berbahaya karena selain kandungan organiknya tinggi, juga dapat mengandung unsur logam (seperti Zn, Hg). Jika tidak ditangani dengan baik, air lindi dapat menyerap dalam tanah sekitar landfill kemudian dapat mencemari air tanah di sekitar landfill.

Lindi adalah limbah cair sebagai akibat masuknya air eksternal ke dalam timbunan limbah/sampah kemudian membilas dan melarutkan materi yang ada dalam timbunan tersebut, sehingga memiliki variasi kandungan polutan organik dan anorganik. Saat air hujan kontak dengan lahan sampah, sebagian air hilang menjadi limpasan dan mengalami evapotranspirasi. Sisa dari air tersebut masuk (infiltrasi) ke dalam timbunan sampah. Lindi akan timbul ketika kemampuan maksimum sampah menyerap air (field capacity).

B.     Pengolahan cairan air lindi

Pengolahan air lindi dapat dilakukan dengan berbagai alternatif seperti :
Resirkulasi air lindi kembali ke dalam landfill. Hal ini dapat meningkatkan laju dekomposisi kandungan organik menjagi biogas hingga sekitar 70%. Resirkulasi air lindi dapat dilakukan pada musim kemarau, sedangkan pada musim hujan, air lindi harus diolah untuk mengurangi volumenya.

Pengolahan air lindi dengan menggunakan pengolahan limbah secara biologis. Pengolahan ini biasa dilakukan dengan menggunakan lumpur aktif yang berfungsi mendegradasi kandungan organik yang terdapat dalam air lindi. Setelah kandungan organik dalam air lindi turun drastis, kemudian dapat dilakukan pemurnian kembali dengan menggunakan alat filtrasi. Air keluaran yang diharapkan dari pengolahan semacam ini dapat langsung dibuang ke lingkungan karena tidak berbahaya bagi lingkungan.

            Pengolahan air lindi dengan menggunakan pengolahan limbah secara kimiawi
Pengolahan air lindi dengan menggunakan membran. Selain untuk mengurangi kekeruhan atau turbiditas, pengolahan dengan membran dimaksudkan untuk mengurangi kadar COD, BOD serta kandungan logam pada air lindi. Umumnya diperlukan pengolahan bertahap untuk menghasilkan limbah yang memenuhi syarat baku mutu limbah seperti bioreaktor dengan membran (membrane bioreactor) atau integrasi antara ultrafiltrasi dan karbon aktif.

Metode landfill relatif mudah dilakukan dan bisa menampung sampah dalam jumlah besar. Akan tetapi, anggapan ini kurang tepat karena jika tidak dilakukan secara benar, landfill dapat menimbulkan masalah yang berkaitan dengan kesehatan dan lingkungan. Masalah utama yang sering timbul adalah bau dan pencemaran air lindi (leachate) yang dihasilkan.

 Selain itu, gas metana yang dihasilkan oleh landfill dan tidak dimanfaatkan akan menyebabkan efek pemanasan global. Jika termampatkan di dalam tanah, gas metana bisa meledak. Oleh sebab itu, dalam sistem landfill yang baik diperlukan adanya unit pengolahan air lindi          dan      unit      pengolahan      biogas.

Dengan perubahan terbaru dalam sifat limbah TPA di tempat pembuangan sampah akhir karena peningkatan abu insinerasi dan residu pembakaran, ada kebutuhan untuk mengambil tindakan terhadap logam berat, kalsium, dan dioxin dalam landfill sistem pengolahan lindi. Juga tempat pembuangan ini cenderung akan dibangun di daerah pegunungan, dan garam anorganik harus disingkirkan jika ada air dari fasilitas ini adalah dibuang ke sumber air bersih, air pertanian,    atau     air        yang    sama.

Sementara itu, karena pembentukan masyarakat daur ulang sumber daya dan perubahan dalam struktur industri, limbah TPA perlu didaur ulang untuk mengurangi jumlah limbah tersebut dihasilkan. Dan sistem pengolahan lindi TPA perlu ditingkatkan untuk menghilangkan garam         anorganik        dan      sulit            menguraikan    bahan   organik,           juga.

Lindi sangat potensial menjadi masalah, karena aliran lindi bergerak secara lateral maupun vertikal bergantung pada karakteristik dari material yang berada di sekitarnya.

Air permukaan yang telah tercemar oleh lindi dapat menyebabkan matinya ikan, hilangnya nilai estetik dan perubahan keseimbangan hidup flora dan fauna di dalam air. Pada kasus pencemaran air tanah, kontaminasi akan berjalan terus menerus dalam periode yang lama. Untuk menanggulangi dan mencegah pencemaran ini tentunya akan meghabiskan dana yang sangat besar dan khusus untuk kasus pencemaran air tanah, untuk mengembalikan kondisi air ke keadaan semula (tidak tercemar) dibutuhkan waktu puluhan atau bahkan ratusan tahun.

C.    Perkiraan Timbulan Lindi

Lindi yang timbul akan diperkirakan dengan menggunakan suatu program yang disebut HELP versi 3 (Hydrologic Evaluation of Landfill Performance). Metode HELP adalah program pemodelan hidrologi 2 dimensi untuk pergerakan air baik secara vertikal, lateral, melalui maupun yang keluar dari landfill (TPA).

Model ini mengakomodasi data-data cuaca, jemis tanah, desain TPA dan memperhitungkan solusi teknik untuk efek dari aliran permukaan (run off), infiltrasi, evapotranspirasi, adanya tumbuhan, kemampuan tanah menyerap air, drainase lindi, resirkulasi lindi, dan adanya lapisan geomembran dan komposit.

Produksi lindi bervariasi tergantung pada kondisi tahapan pengoperasian sanitary landfill, yaitu :

·         Setelah pengoperasian selesai (tertutup seluruhnya) :Dalam kondisi ini sampah telah dilapisi tanah penutup akhir. Tanah penutup akhir berfungsi untuk mengurangi infiltrasi air hujan, sehingga produksi juga akan berkurang

·         Dalam tahap pengoperasian (terbuka sebagian) : dalam tahapan ini, bagian-bagian yang belum ditutup tanah penutup akhir, baik lahan yang sudah dipersiapkan maupun sampah yang hanya ditutup tanah penutup harian, akan meresapkan sejumlah air hujan yang lebih besar.

Dari keterangan di atas terlihat betapa pentingnya suatu tanah penutup akhir dan metoda penimbunan yang baik dalam usaha meminimumkan produksi lindi. Perkiraan produksi lindi diperlukan untuk :

·         Menentukan dimensi bangunan pengolah lindi, dan

·         Menentukan dimensi jaringan pengumpul.

4. Komposisi Lindi

Komposisi lindi sangat bervariasi dari waktu ke waktu bergantung pada aktivitas secara fisik, kimia dan biologis yang terjadi dalam sampah. Sangat sulit untuk menyimpulkan atau mendefinisikan karakteristik lindi di TPA.

Variasi penggambaran kontaminan dari lindi telah ada dalam berbagai macam literatur untuk beberapa kondisi di lokasi yang berbeda. Rentang jumlah kontaminan yang cukup jauh manunjukkan sulitnya mendefinisikan atau memprediksikan komposisi tipikal dari berbagai macam kontaminan yang ada dalam lindi.

 Variasi komposisi lindi ini disebabkan oleh berbagai macam sebab antara lain interaksi antara komposisi sampah, umur dari sampah, kondisi hidrogeologi dari lahan, iklim, musim dan air yang melalui timbunan. Selain itu penentuan tinggi setiap sel, kedalaman keseluruhan timbunan, tanah penutup dan kompaksi sampah juga turut  berpengaruh. Setelah lindi keluar dari timbunan sampah, komposisi lindi dipengaruhi oleh jenis tanah dan pengenceran oleh air tanah.

5. Minimasi Lindi

1.                              Pelapis Dasar (Liner)

Pada sebuah lahan urug yang baik biasanya dibutuhkan sistem pelapis dasar, yang bersasaran mengurangi mobilitas lindi ke dalam air tanah. Sebuah liner yang efektif akan mencegah migrasi cemaran ke lingkungan, khususnya ke dalam air tanah. Namun pada kenyataannya belum didapat sistem liner yang efektif 100%. Karena timbulan lindi tidak terelakkan, maka di samping sistem liner dibutuhkan sistem pengumpulan lindi. Oleh karenanya, dasar sebuah lahan urug akan terdiri dari :

·         Lapisan-lapisan bahan liner untuk mencegah migrasi cemaran ke luar lahan urug

·         Sistem pengumpulan lindi.

Sistem pelapis tersebut dapat berupa bahan alami (seperti : tanah liat, bentonite) maupun sintetis. Penggunaan bahan liner tersebut bisa secara tunggal maupun kombinasi antara keduanya yang dikenal sebagai geokomposit, tergantung fungsi yang dibutuhkan. Formasi lapisan dan jenis bahan liner ini bermacam-macam tergantung pada karakteristik buangan padat yang ditimbun. Untuk jenis sampah kota, Bagchi merekomendasikan cukup mengaplikasikan sistem singled liner dengan jenis bahan liner berupa clay.

Pelapis dasar yang dianjurkan adalah dengan geosintetis atau dikenal sebagai flexible membrane liner (FML). Jenis geosintetis yang biasa digunakan sebagai pelapis dasar adalah :

      Geotextile sebagai filter

      Geonet sebagai sarana drainase

      Geomembrane dan geokomposit sebagai lapisan penghalang.

Untuk landfill sampah kota di Indonesia perlu dipertimbangkan hal-hal seperti :

v  Lahan urug biasanya terletak di luar kota, dan kadangkala berdekatan dengan perumahan penduduk yang belum terjangkau oleh sistem pelayanan air minum yang layak (seperti PDAM), sehingga masalah pencemaran lindi perlu dipertimbangkan

v  Intensitas hujan di Indonesia cukup tinggi.

2.                                                   Saluran Pengumpul Lindi

Sistem pengumpul lindi yang umum digunakan adalah :

      Menggunakan pipa berlubang yang ditempatkan dalam saluran, kemudian diselubungi batuan. Cara ini paling banyak digunakan pada landfill

      Membuat saluran kemudian saluran tersebut diberi pelapis dan di dalamnya disusun batu kali kosong.

                                        

Fasilitas-fasilitas pengumpulan lindi dengan menggunakan pipa secara umum adalah sebagai berikut :

      Slope teras

Untuk mencegah akumulasi lindi di dasar suatu lahan urug, dasar lahan urug ditata menjadi susunan teras-teras dengan kemiringan tertentu (1-5%) sehingga lindi akan mengalir ke saluran pengumpul (0,5-1%). Untuk mengalirkan lindi ke unit pengolahan atau resirkulasi setiap saluran pengumpul dilengkapi dengan pipa berlubang. Kemiringan dan panjang maksimum saluran pengumpul dirancang berdasarkan kapasitas fasilitas saluran pengumpul. Untuk memperkirakan kapasitas fasilitas saluran pengumpul dipergunakan persamaan Manning.

      Piped Bottom

Dasar lahan urug dibagi menjadi beberapa persegi panjang yang dipisahkan oleh pemisah tanah liat. Lebar pemisah tersebut tergantung dari  lebar sel. Pipa-pipa pengumpul lindi ditempatkan sejajar dengan panjang sel dan diletakkan langsung pada geomembrane.

3.      Penutup Akhir

Beberapa fungsi dari sistem penutup akhir tersebut adalah :

a.       Meminimasi infiltrasi air hujan ke dalam tumpukan sampah setelah lahan urug selesai dipakai

b.      Mengontrol emisi gas dari lahan urug ke lingkungan

c.       Mengontrol binatang dan vektor-vektor penyakit yang dapat menyebabkan penyakit pada ekosistem

d.      Mengurangi resiko kebakaran

e.       Menyediakan permukaan yang cocok untuk berbagai kegunaan setelah lahan urug selesai digunakan, seperti untuk taman rekreasi dan lain-lain

f.       Elemen utama dalam reklamasi lahan

g.      Mencegah kemungkinan erosi

h.      Memperbaiki tampilan lahan urug dari segi estetika.

Sistem penutup akhir lahan urug terdiri dari beberapa bagian. Bagian atas biasanya beberapa tanah yang berfungsi sebagai pelindung dan media pendukung tanaman (top soil). Apabila tanah yang terdapat di lokasi tidak memenuhi persyaratan maka diperlukan perbaikan. Perbaikan ini dilakukan dengan cara mencampur atau mengganti tanah tersebut dengan tanah dari lokasi lain. Tebal lapisan top soil ini adalah 60 cm.

Lapisan di bawah top soil berfungsi sebagai sistem drainase. Lapisan ini menyalurkan sebanyak mungkin presipitasi yang masuk sehingga tidak mengalir ke lapisan di bawahnya. Materi yang biasa digunakan berupa materi berpori, seperti: pasir, kerikil, dan bahan sintetis, seperti geonet. Tebal lapisan ini sekitar 30 cm.

Berikutnya adalah lapisan penahan. Materi yang biasa digunakan adalah geokomposit (geomembrane dan tanah liat yang dipadatkan). Ketebalan geomembrane yang dianjurkan adalah lebih besar dari 2,5 mm, sedangkan untuk tanah liat adalah lebih besar dari 50 cm.

Di bawah lapisan penahan terdapat lapisan sistem ventilasi gas. Sistem ini mutlak diperlukan untuk sampah kota, karena sebagian besar sampah tersebut merupakan bahan organik yang dapat diuraikan secara biologis. Dalam kondisi aerob, gas yang dihasilkan sebagian besar berupa karbon dioksida dan methan; oleh karena itu pemanfaatan gas bio tersebut dapat dijadikan suatu alternatif sumber energi.       

 Lapisan sistem ventilasi gas terdiri dari media berpori seperti pasir/kerikil atau berupa sistem perpipaan. Lapisan terbawah dari sistem penutup akhir adalah lapisan subgrade. Lapisan ini dibutuhkan untuk meningkatkan kestabilan permukaan lahan urug. Selain itu lapisan ini membantu pembentukan kemiringan yang diinginkan guna mempercepat drainase lateral dan mengurangi tinggi hidrolis. Ketebalan lapisan ini biasanya 30 cm.

Selain sistem penutup akhir tersebut, untuk mengurangi limpasan air yang masuk ke dalam lahan urug, dilakukan pengaturan kemiringan, juga dilengkapi dengan drainase permukaan dan penanaman tanaman.

4.      Pengolahan Lindi

Dari segi komponen, kandungan pada lindi tidak berbeda dengan air buangan domestik. Namun zat organik yang terkandung pada lindi dari timbunan sampah domestik sangat tinggi konsentrasinya. Hal ini ditunjukkan dari sangat tingginya kadar BOD₅ pada lindi yaitu sekitar 2000-30.000. Sistem pengolahan lindi dibagi menjadi dua tingkat, yaitu pengolahan sekunder dan pengolahan tersier.

Untuk pengolahan sekunder akan diuraikan gambaran singkat tentang unit kolam stabilisasi (fakultatif dan anaerob) dan kolam aerasi. Adapun pengolahan tersier akan diuraikan gambaran singkat tentang land treatment dan intermitten sand filter.