MESIN / ALAT PENGOLAHAN LIMBAH MINYAK BUMI
Pengolahan limbah
minyak bumi dilakukan secara fisika, kimia dan biologi. Pengolahan secara
fisika dilakukan untuk pengolahan awal yaitu dengan cara melokalisasi tumpahan
minyak menggunakan pelampung pembatas (oil booms), yang kemudian akan
ditransfer dengan perangkat pemompa ( oil skimmers) ke sebuah
fasilitas penerima “reservoar” baik dalam bentuk tangki ataupun balon
dan dilanjutkan dengan pengolahan secara kimia, namun biayanya mahal dan dapat
menimbulkan pencemar baru. Pengolahan limbah secara biologi merupakan
alternatif yang efektif dari segi biaya dan aman bagi lingkungan. Pengolahan
dengan metode biologis disebut juga bioremediasi, yaitu biotek-nologi yang
memanfaatkan makhluk hidup khususnya mikroorganisme untuk menurunkan
konsentrasi atau daya racun bahan pencemar (Lasari, 2010).
Secara umum beberapa teknik penanggulangan
tumpahan minyak yang menjadi limbah diantaranya in-situ burning,
penyisihan secara mekanis, bioremediasi, penggunaan sorbent, penggunaan
bahan kimia dispersan,
dan washing oil(Anonim, 1994).
·
In-situ burning adalah pembakaran minyak pada permukaan laut,
sehingga mengatasi kesulitan pemompaan minyak dari permukaan laut, penyimpanan
dan pewadahan minyak serta air laut yang terasosiasi. Teknik ini
membutuhkan booms(pembatas untuk mencegah penyebaran minyak)
atau barrier yang tahan api. Namun, pada peristiwa tumpahan
minyak dalam jumlah besar sulit untuk mengumpulkan minyak yang dibakar. Selain
itu, penyebaran api sering tidak terkontrol.
·
Penyisihan minyak
secara mekanis melalui 2 tahap, yaitu melokalisir tumpahan dengan
menggunakan booms dan melakukan pemindahan minyak ke dalam
wadah dengan menggunakan peralatan mekanis yang disebut skimmer.
·
Bioremediasi yaitu proses pendaurulangan seluruh material organik.
Bakteri pengurai spesifik dapat diisolasi dengan menebarkannya pada daerah yang
terkontaminasi. Selain itu, teknik bioremediasi dapat menambahkannutrisi dan oksigen, sehingga mempercepat penurunan polutan.
·
Penggunaan sorbent
dilakukan dengan menyisihkan minyak melalui mekanisme adsorpsi (penempelan minyak pad permukaan sorbent) danabsorpsi(penyerapan minyak ke dalam sorbent). Sorbent ini berfungsi
mengubah fasa minyak dari cair menjadi padat, sehingga mudah dikumpulkan dan
disisihkan. Sorbent harus memiliki karakteristik hidrofobik, oleofobik, mudah
disebarkan di permukaan minyak, dapat diambil kembali dan digunakan ulang. Ada
3 jenis sorbent yaitu organik alami (kapas, jerami, rumput kering, serbuk gergaji),
anorganik alami (lempung, vermiculite, pasir) dan sintetis (busa poliuretan, polietilen, polipropilen dan serat nilon).
·
Dispersan kimiawi
merupakan teknik memecah lapisan minyak menjadi tetesan kecil (droplet),
sehingga mengurangi kemungkinan terperangkapnya hewan ke dalam tumpahan minyak. Dispersan kimiawi adalah
bahan kimia dengan zat aktif yang disebut surfaktan.
·
Washing oil yaitu kegiatan membersihkan minyak dari pantai.
Ø Peralatan
Alat-alat yang digunakan untuk membersihkan tumpahan minyak:
·
Booms merupakan alat untuk menghambat perluasan
hambatan minyak.
·
Skimmers yaitu kapal yang mengangkat minyak dari
permukaan air.
·
Sorbent merupakan spons besar yang digunakan
untuk menyerap minyak.
·
Vacuums yang khusus untuk mengangkat minyak berlumpur dari
pantai atau permukaan laut.
·
Sekop yang khusus digunakan untuk memindahkan
pasir dan kerikil dari minyak di pantai.
Terdapat tiga cara
untuk mengatasi masalah lahan tercemar minyak yang dapat dipilih berdasarkan
jenis minyak pencemar, konsentrasi minyak pencemar dan lokasi pencemaran, yakni
dibakar, diberi disperserdan kemudian dihisap kembali
dengan skimmer untuk diolah di kilang minyak, dan
didegradasi dengan memanfaatkan mikroorganisme pendegradasi hidrokarbon.
Bioremediasi, pengelolaan yang mengandalkan degradasi dengan memanfaatkan
mikroorganisme pendegradasi hidrokarbon, merupakan cara yang paling ekonomis
dan dapat diterima lingkungan. Sedangkan pengolahan limbah cair minyak
bumi dapat dilakukan dengan beberapa cara:
1.
Incineration
Incineration adalah salah
satu cara untuk menguraikanliquid wastes, dan dengan cara dan alat
yang didesain baik dapat menghasilkan effluent/ limbah yang
memenuhi peraturan pencemaran.
Liquid waste dari sisi combustion dapat
dikelompokkan atas :
1.
Combustible Liquids
2.
Partially Combustible
Liquids
Combustible liquids tidak dapat
dikerjakan atau dibuang ke incinerator. Pada kelompok pertama
akan terdiri dari bahan-bahan yang mempunyai nilai yang cukup menunjang
pembakaran dalam combustor,burner, atau alat lain yang
menghasilkan CO2 dan H2O bila dibakar. Kelompok kedua akan meliputi bahan-bahan
yang sulit terbakar tanpa penambahan bahan bakar. Bahan yang partially
combustiblemungkin mengandung mateial yang terlarut dalam faseliquid,
bila zat inorganik akan membentuk inorganik oxida.
Dalam pelaksanaannya harus dialirkan udara
secukupnya pada suhu diatas ignation point agar
terjadi pembakaran yang cepat dan menghasilkan CO2, N2 dan uap air. Karena
pembakaran akan lebih cepat dan lebih baik bila bahan dalam keadaan butir halus
maka atomizer diperlukan untuk menginjeksikan waste
liquids ke incinerator bila viscositinya
memungkinkan.
3.
Dilution (Liquid Waste Dispersion)
Suatu cara lain membuang cairan limbah yang
dapat diterima adalah kembali ke lingkungan dengan pengenceran secukupnya
hingga tidak menimbulkan bahaya atau peracunan terhadap lingkungan. Dengan
perancangan subsurface disfersion system yang baik,
akan memungkinkan wadah penerima dapat menampung buangan secara memadai.
Beberapa peralatan yang dibutuhkan antara lain mencakup open end pipes dengan nozzle atau diffuser
system yang terdiri dari sederetan pipa-pipa kecil dengan
lubang-lubang atau celah. Limbah harus dapat dibuang pada sudut yang baik
terhadap aliran air agar terencerkan atau terdispersi secara sempurna. Pipa
dispersi harus ditempatkan sedemikian rupa agar discharge pointcukup
jauh dari garis pantai, dengan demikian pabrik dan water intake akan
terlindungi.
4.
Deep Well Disposal
Cara ini dilakukan oleh industri yang banyak
membuang limbah asam lemah dalam jumlah besar. Limbah tersebut dipompakan ke
dalam lapisan tanah sampai pada lapisan tanah yang cocok untuk menampung
limbah. Lapisan tanah dimana limbah ditampung harus lebih rendah dari
lapisan fresh water circulation, dan area tadi harus terisolasi
oleh bahan yang kedap air.
Lapisan sandstones, limestones atau dolomiteumumnya
membentuk lapisan yang banyak mengandung air asin, tetapi cukup baik sebagai
tempat penampungan limbah cair. Sedangkan lapisan yang mengandung minyak, gas,
batubara dan belerang harus dijaga agar tidak tercemar limbah. Lapisan yang
kedap air harus berada diatas dan dibawah layeruntuk
mencegah vertical escape dari buangan, atau dengan
kata lain limbah harus ditempatkan pada kedalaman tertentu. Penetapan area
buangan harus ditetapkan sesuai dengan keadaan subsurface geology,
dimana daerah yang banyak batuan vulkanik dihindari karena memungkinkan limbah
lolos kepermukaan tanah atau badan air.
5.
Secara Mikrobiologis
Limbah minyak bumi banyak mengandung unsur Hidrokarbon. Limbah
Hidrokarbon cair bersifat hidrofob dan mempunyai kerapatan lebih rendah dari
air. Oleh sebab itu limbah ini selalu terapung diatas air. Pembuangan limbah ke
sungai akan menutupi permukaan air yang mengakibatkan oksigen terlarut menurun,
dan pada akhirnya tumbuh-tumbuhan air dan hewan air dapat mati. Untuk
penanganan limbah Hidrokarbon sebagai salah satu alternatif adaalah dengan
menggunakan mikroba.
Aplikasi
Pengolahan Limbah Minyak Bumi
Percobaan skala lapang dilakukan di lagoon
area pengolahan limbah lumpur minyak bumi Pertamina unit VI Balongan Indramayu.
Pengolahan limbah cair dilakukan pada 6 kolam percobaan ukuran 25 X 20 meter.
Tipe aliran air permukaan merupakan tipe aliran yang ada di daerah berawa
dengan air diam pada permukaan dengan kedalaman 0,5 – 1 meter. Pada aliran air
dibawah permukaan, aliran limbah cair mengalir pada zona perakaran tumbuhan air
dipermukaan. Kedalaman airnya dapat mencapai 0,5 – 1,5 meter. Pada tipe aliran
dalam, air diperoleh dari bagian permukaan yang kemudian mengalir ke bagian
bawah dan terserap oleh akar tanaman.
Penyiraman dan pengadukan dilakukan secara
periodik untuk menjaga kelembaban dan aerasi medium. Medium tanah bergerombol,
dihaluskan dengan pacul supaya mudah untuk ditanam. Sebelum dilakukan
fitoremediasi, terlebih dulu biji sengon disemaikan dalam polibag. Setelah
berumur 2 minggu dipindahkan kedalam polibag baru dan disekitar akar
ditambahkan 50 gram mikoriza. Pertumbuhan sengon dipelihara sampai 3 bulan
sampai ditanamkan pada medium hasil pengomposan dengan jarak tanam 2 x 2 meter
dan diamati setiap bulan selama 3 tahun.
Pada saat ini telah banyak teknologi yang
digunakan dalam pengolahan limbah minyak mulai dari pengolahan secara mekanis
dan kimia, namun masih meninggalkan permasalahan pada kadar maksimum minyak.
Sehingga teknologi ramah lingkungan untuk meminimasi kadar minyak adalah dengan
Solid Bioremediation yaitu secara pengomposan.
Dalam bioremediasi, proses berlangsung
dengan memanfaatkan mikroorganisme indigenous yaitu organisme yang telah ada di
lingkungan tersebut. Apabila diperlukan dapat pula ditambahkan mikroorganisme
dari luar (eksogen) yang merupakan kultur (konsorsium) campuran dari berbagai
jenis bakteri, jamur yang potensial dalam mendegradasi pencemar tersebut.
Mikroorganisme yang ada distimulasi dengan berbagai cara agar kemampuannya
meningkat, yaitu dengan peningkatan atau pengaturan nutrien dan tekstur tanah
seperti nitrogen, fosfor sedangkan pasir digunakan untuk menambah porositas dan
memperluas kontak dengan lumpur minyak. (Baker and Herson, 1994 ;Udiharto dan
Sudaryono, 1999). Pengujian tanah hasil bioremediasi diperlukan untuk melihat
seberapa besar pencemar minyak menghambat pertumbuhan tanaman.
Fitoremediasi merupakan konsep bioremediasi
terbaru yang memanfaatkan tumbuhan untuk meminimalisasi pencemar. Mekanisme
fisiologi tumbuhan secara molekuler mulai dikembangkan dengan teknik lingkungan
untuk mengoptimalkan dan mengembangkan pengolahan limbah. Hasil fitoremediasi
harus dimonitor secara berkala sehingga area pengelolaan limbah disekitar
industri merupakan blue print aman lingkungan.
Reaktor Pemisah Minyak
Masalah pencemaran lingkungan merupakan
masalah serius bagi manusia dan lingkungan. Hal ini didasarkan pada kenyataan
bahwa tidak semua limbah yang dihasilkan diolah dan tidak semua limbah yang
diolah telah memenuhi standar baku mutu lingkungan. Contohnya saja minyak
pelumas bekas pada bengkel motor dan mobil masih kurang dalam penanganannya.
Untuk itu diperlukan pengolahan atau pengelolaan yang baik pada buangan sebelum
dibuang.
Secara umum tujuan utama dari setiap pengolahan air limbah adalah
sebagai berikut :
1.
Mencegah serta mengurangi timbulnya pencemaran
lingkungan.
2.
Mengubah dan mengkonversikan bahan-bahan yang
terkandung di dalam limbah bengkel menjadi bahan-bahan yang tidak berbahaya
atau bahan berguna baik bagi manusia, hewan, ataupun organisme yang lain
melalui proses tertentu.
3.
Memusnahkan senyawa-senyawa beracun yang terdapat pada
limbah bengkel.
Reaktor pemisah minyak pada prinsipnya
berbentuk persegi panjang dengan ukuran relatif kecil. Didalamnya memiliki 4
sekat yang terbuat dari kaca dan diletakkan dengan sudut kemiringan 60º
fungsinya agar terciptanya suatu proses dimana minyak akan menempel pada sekat
yang terbuat dari bahan kaca tersebut, pada proses ini limbah akan melewati
sekat – sekat tersebut, semakin banyak sekat yang dilalui limbah maka semakin
banyak minyak yang akan menempel sehingga kadar minyak dapat turun.
Tujuan pengolahan
menggunakan reaktor pemisah minyak untuk menurunkan atau mengurangi
konsentrasi Minyak pada limbah yang berasal dari
bengkel motor dan mobil di Yogyakarta. Proses yang dilakukan adalah mengalirkan
limbah ke dalam reaktor pemisah minyak, limbah akan melewati sekat-sekat yang
berada dalam reaktor. Pada saat melewati sekat-sekat tersebut disinilah terjadi
proses pemisahan minyak, minyak akan menempel pada sekat yang terbuat dari
bahan kaca. Pada kolom pertama konsentrasi minyak masih tinggi karena hanya
melewati satu sekat saja. Pada kolom kedua limbah akan melewati sekat lagi,
dikolom kedua ini konsentrasi minyak telah berkurang tidak pekat seperti pada
kolom pertama. Konsentrasi minyak akan terus berkurang setelah limbah melewati
kolom ketiga dan keempat. Setelah melewati proses pemisahan, untuk menurunkan
kadar minyak maka digunakan dua varian, yaitu zeolit dan karbon aktif. Limbah
akan dialirkan ke reaktor zeolit dan reaktor karbon aktif. pada zeolit dan
karbon aktif limbah yang masih mengandung minyak akan mengalami adsorbsi
sehingga kandungan minyak akan semakin turun.
Limbah akan diolah menggunakan reaktor
pemisah minyak, sebelum limbah dialirkan ke reaktor pemisah minyak, dilakukan
penambahan air sebanyak 20 % dari total volume limbah bengkel. Penambahan air
ini dimaksudkan agar minyak yang terlarut dalam air dapat terurai dan terpisah,
serta untuk mempermudah minyak membentuk suatu lapisan minyak atau mempercepat
bergabungnya antar molekul minyak yang memiliki berat jenis yang sama yaitu
0,85. Sehingga konsentrasi minyak yang larut dalam air dapat berkurang dan
minyak yang terapung akan menjadi lebih banyak, serta untuk mengurangi sifat
limbah bengkel yang pekat agar dapat dialirkan ke reaktor pemisah minyak.
Pengolahan limbah bengkel menggunakan
reaktor pemisah minyak ini adalah pengolahan secara fisika, serta berdasar pada
prinsip gravitasi dan berat jenis molekul. Dimana limbah ditampung pada
reservoar lalu dialirkan menuju reaktor pemisah minyak. Dalam reaktor pemisah minyak
terdapat empat ruang sekat yang disusun dengan kemiringan 60°, yang berfungsi
menambah luas penampang lintang dari aliran atau mengurangi lintasan butiran
partikel minyak ke permukaan, dan pembentukan lapisan minyak dapat terjadi
lebih cepat serta untuk menciptakan suatu aliran yang laminer. Limbah yang
masuk ke dalam reaktor akan melewati sekat-sekat yang terbuat dari kaca.
Disinilah terjadi proses fisika pemisahan antara minyak dan air. Karena minyak
akan melekat pada benda-benda padat dan karena minyak memiliki viskositas yang
cukup kental serta sekat yang terbuat dari bahan kaca memiliki permukaan yang
kasat maka minyak yang melewati sekat kaca ini akan menempel pada kaca sehingga
konsentrasi minyak akan berkurang dan akan terus berkurang setelah melewati
sekat yang lainnya. Berdasarkan prinsip gravitasi dimana minyak memiliki berat
jenis yang lebih kecil yaitu 0,85 dari pada berat jenis air yaitu 1, maka
minyak akan terapung diatas air. Pada saat penelitian, setelah limbah masuk
pada reaktor terjadi pembentukan droplet-droplet minyak, dikarenakan sekat
dengan kemiringan 60° sehingga terciptanya aliran yang laminer pada reaktor,
pada saat aliran laminer inilah minyak akan terpisah dari air, minyak terapung
dan dikeluarkan melalui pipa pembuangan minyak yang berada pada reaktor pemisah
minyak.
Prinsip Pemisahan Minyak Pada Oil trap
Sebuah studi telah
dilakukan untuk mengolah air yang terkontaminasi oleh minyak dengan menggunakankolam
perangkap minyak (Oil Trap). Pengolahan yang diterapkan untuk pemisahan
minyak yang tercampur dalam air buangan adalah pengolahan secara fisika, yakni
melalui prinsip gravitasi berdasarkan perbedaan massa jenis antara air dan
minyak. Partikel yang tersuspensi dalam larutan akan tenggelam atau
naik/terapung. Hal ini tergantung dari perbedaan berat jenis tersebut. Sedimen
kasar akan mengendap di dasar kolam perangkap dan minyak akan mengapung,
sedangkan air yang telah berpisah dengan minyak tersebut dibuang ke outlet.
Pada pemisahan minyak dan air, kecepatan naiknya butir minyak akan
mencapai konstan bila gaya dorong ke atas akibat adanya perbedaan berat jenis
sama dengan tahanan gerak fluida saat bergerak. Hal ini tergantung dari berat
jenis, viskositas fluida dan ukuran butiran minyak.
Perbandingan Proses Reaktor
Pemisah Minyak dengan Kolam Perangkap Minyak (Oil Trap)
Dari uraian
diatas, dapat diketahui bahwa teknologi oil trap merupakan
pengolahan pemisahan minyak-air secara fisika, menggunakan prinsip gravitasi.
Sama hal nya dengan reakor pemisah minyak pemisahan dilakukan secara fisika
dalam proses pemisahan minyak, dan menggunakan prinsip gravitasi, serta
berdasarkan pada berat jenis molekul antara air dan minyak. Tetapi oil
trap hanya berupa kolam atau kompartemen yang di dalamnya
hanya ruang kosong, sedangkan pada reaktor pemisah minyak di dalamnya terdapat
sekat-sekat sebagai alat penangkap minyak. Proses terjadinya pemisahan minyak
pada oil trapyaitu setelah ruang yang terdapat di dalam kolam
terisi penuh, dimana alirannya horizontal yang rendah dan laminer akan
memberikan waktu tinggal bagi butir-butir minyak untuk terpisah bergabung
membentuk lapisan minyak (oil layer) yang akan
mengapung. Maka antara minyak dan air dapat dipisahkan, minyak memiliki berat
jenis yang lebih kecil dari pada air sehingga posisi minyak akan berada di atas
air dan minyak akan di buang melalui outlet.
Pada reaktor pemisah minyak, minyak akan
menempel pada sekat-sekat yang terdapat dalam reaktor pemisah minyak. Sekat ini
berfungsi mengurangi lintasan butiran partikel minyak ke permukaan sehingga
butiran minyak yang telah terkumpul dibawah sekat dapat mengumpul lebih lanjut
ke atas permukaan air, dan minyak yang terkumpul pada permukaan akan dibuang
melalui pipa penangkap minyak.
