pengolahan dan pemanfaatan limbah tekstil

PENGOLAHAN DAN PEMANFAATAN LIMBAH TEKSTIL

APAKAH LIMBAH TEKSTIL ITU ?

Limbah tekstil merupakan limbah yang dihasilkan dalam proses pengkanjian, proses penghilangan kanji, penggelantangan, pemasakan, merserisasi, pewarnaan, pencetakan dan proses penyempurnaan. Proses penyempurnaan kapas menghasil kan limbah yang lebih banyak dan lebih kuat dari pada limbah dari proses penyempurnaan bahan sistesis.

Gabungan air limbah pabrik tekstil di Indonesia rata-rata mengandung 750 mg/l padatan tersuspensi dan 500 mg/l BOD. Perbandingan COD : BOD adalah dalam kisaran 1,5 : 1 sampai 3 : 1. Pabrik serat alam menghasilkan beban yang lebih besar. Beban tiap ton produk lebih besar untuk operasi kecil dibandingkan dengan operasi modern yang besar, berkisar dari 25 kg BOD/ton produk sampai 100 kg BOD/ton. Informasi tentang banyaknya limbah produksi kecil batik tradisional belum ditemukan.

PROSES PEMBUATAN TEKSTIL

Serat buatan dan serat alam (kapas) diubah menjadi barang jadi tekstil dengan menggunakan serangkaian proses. Serat kapas dibersihkan sebelum disatukan menjadi benang. Pemintalan mengubah serat menjadi benang. Sebelum proses penenunan atau perajutan, benang buatan maupun kapas dikanji agar serat menjadi kuat dan kaku. Zat kanji yang lazim digunakan adalah pati, perekat gelatin, getah, polivinil alkohol (PVA) dan karboksimetil selulosa (CMC). Penenunan, perajutan, pengikatan dan laminasi merupakan proses kering.

Sesudah penenunan serat dihilangkan kanjinya dengan asam (untuk pati) atau hanya air (untuk PVA atau CMC). Penghilangan kanji pada kapas dapat memakai enzim. Sering pada waktu yang sama dengan pengkanjian, digunakan pengikisan (pemasakan) dengan larutan alkali panas untuk menghilangkan kotoran dari kain kapas. Kapas juga dapat dimerserisasi dengan perendaman dalam natrium hidroksida, dilanjutkan pembilasan dengan air atau asam untuk meningkatkan kekuatannya.

Penggelantangan dengan natrium hipoklorit, peroksida atau asam perasetat dan asam borat akan memutihkan kain yang dipersiapkan untuk pewarnaan. Kapas memerlukan pengelantangan yang lebih ekstensif daripada kain buatan (seperti pendidihan dengan soda abu dan peroksida).

Pewarnaan serat, benang dan kain dapat dilakukan dalam tong atau dengan memakai proses kontinyu, tetapi kebanyakan pewarnaan tekstil sesudah ditenun. Di Indonesia denim biru (kapas) dicat dengan zat warna. Kain dibilas diantara kegiatan pemberian warna. Pencetakan memberikan warna dengan pola tertentu pada kain diatas rol atau kasa.

SUMBER LIMBAH

Larutan penghilang kanji biasanya langsung dibuang dan ini mengandung zat kimia pengkanji dan penghilang kanji pati, PVA, CMC, enzim, asam. Penghilangan kanji biasanya memberi kan BOD paling banyak dibanding denganproses-proses lain. Pemasakan dan merserisasi kapas serta pemucatan semua kain adalah sumber limbah cair yang penting, yang menghasilkan asam, basa, COD, BOD, padatan tersuspensi dan zat-zat kimia.Proses-proses ini menghasilkan limbah cair dengan volume besar, pH yang sangat bervariasi dan beban pencemaran yang tergantung pada proses dan zat kimia yang digunakan. Pewarnaan dan pembilasan menghasilkan air limbah yang berwarna dengan COD tinggi dan bahan-bahan lain dari zat warna yang dipakai, seperti fenol dan logam. DiIndonesia zat warna berdasar logam (krom) tidak banyak dipakai. Proses pencetakan menghasilkan limbah yang lebih sedikit daripada pewarnaan.

JENIS LIMBAH

1. Logam berat terutama As, Cd, Cr, Pb, Cu, Zn.
2. Hidrokarbon terhalogenasi (dari proses dressing dan finishing)
3. Pigmen, zat warna dan pelarut organic
4. Tensioactive (surfactant)

PENANGANAN LIMBAH

1. Langkah pertama untuk memperkecil beban pencemaran dari operasi tekstil adalah program pengelolaan air yang efektif dalam pabrik, menggunakan :
• Pengukur dan pengatur laju alir
• Pengendalian permukaan cairan untuk mengurangi tumpahan
• Pemeliharaan alat dan pengendalian kebocoran
• Pengurangan pemakaian air masing-masing proses
• Otomatisasi proses atau pengendalian proses operasi secara cermat
• Penggunaan kembali alir limbah proses yang satu untuk penambahan (make-up) dalam proses lain (misalnya limbah merserisasi untuk membuat penangas pemasakan atau penggelantangan)
• Proses kontinyu lebih baik dari pada proses batch (tidak kontinyu)
• Pembilasan dengan aliran berlawanan
2. Penggantian dan pengurangan pemakaian zat kimia dalam proses harus diperiksa pula :
• Penggantian kanji dengan kanji buatan untuk mengurangi BOD
• Penggelantangan dengan peroksi da menghasilkan limbah yang kadarnya kurang kuat daripada penggelantangan pemasakan hipoklorit
• Penggantian zat-zat pendispersi, pengemulsi dan perata yang menghasilkan BOD tinggi dengan yang BOD-nya lebih rendah.
3. Zat pewarna yang sedang dipakai akan menentukan sifat dan kadar limbah proses pewarnaan. Pewarna dengan dasar pelarut harus diganti pewarna dengan dasar air untuk mengurangi banyaknya fenol dalam limbah. Bila digunakan pewarna yang mengandung logam seperti krom, mungkin diperlukan reduksi kimia dan pengendapan dalam pengolahan limbahnya.Proses penghilangan logam menghasilkan lumpur yang sukar diolah dan sukar dibuang. Pewarnaan dengan permukaan kain yang terbuka dapat mengurangi jumlah kehilangan pewarna yang tidak berarti.
4. Pengolahan limbah cair dilakukan apabila limbah pabrik mengandung zat warna, maka aliran limbah dari proses pencelupan harus dipisahkan dan diolah tersendiri. Limbah operasi pencelupan dapat diolah dengan efektif untuk menghilangkan logam dan warna, jika menggunakan flokulasi kimia, koagulasi dan penjernihan (dengan tawas, garam feri atau poli-elektrolit). Limbah dari pengolahan kimia dapat dicampur dengan semua aliran limbah yang lain untuk dilanjutkan ke pengolahan biologi.

Jika pabrik menggunakan pewarnaan secara terbatas dan menggunakan pewarna tanpa krom atau logam lain, maka gabungan limbah sering diolah dengan pengolahan biologi saja, sesudah penetralan dan ekualisasi. Cara-cara biologi yang telah terbukti efektif ialah laguna aerob, parit oksidasi dan lumpur aktif. Sistem dengan laju alir rendah dan penggunaan energi yang rendah lebih disukai karena biaya operasi dan pemeliharaan lebih rendah. Kolom percik adalahcara yang murah akan tetapi efisiensi untuk menghilangkan BOD dan COD sangat rendah, diperlukan lagi pengolahan kimia atau pengolahan fisik untuk memperbaiki daya kerjanya.

Untuk memperoleh BOD, COD, padatan tersuspensi, warna dan parameter lain dengan kadar yang sangat rendah, telah digunakan pengolahan yang lebih unggul yaitu dengan menggunakan karbon aktif, saringan pasir, penukar ion dan penjernihan kimia.

PEMANFAATAN LIMBAH

Industri tekstil tidak banyak menghasilkan banyak limbah padat. Lumpur yang dihasilkan pengolahan limbah secara kimia adalah sumber utama limbah pada pabriktekstil . Limbah lain yang mungkin perlu ditangani adalah sisa kain, sisa minyak dan lateks. Alternatif pemanfaatan sisa kain adalah dapat digunakan sebagai bahan tas kain yang terdiri dari potongan kain-kain yang tidak terpakai, dapat juga digunakan sebagai isi bantal dan boneka sebagai pengganti dakron.

Lumpur dari pengolahan fisik atau kimia harus dihilangkan airnya dengan saringan plat atau saringan sabuk (belt filter). Jika pewarna yang dipakai tidak mengandung krom atau logam lain, lumpur dapat ditebarkan diatas tanah. Jika lumpur mengandung logam, maka ia harus disimpan ditempat yang aman, sampai ada suatu tempat pengolahan limbah berbahaya yang dikembangkan diIndonesia , dan yang ada pada saat ini adalah Pengolahan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun (B-3) di Cilengsi, Kabupaten Bogor, Jawa Barat.

Kombinasi proses pada penanganan limbah tekstil

Limbah tekstil diketahui memiliki padatan tersuspensi dalam jumlah yang banyak, warna yang kuat, pH yang sangat berfluktuatif, suhu tinggi dan konsentrasi COD yang tinggi. Sebagai contoh, limbah tekstil dari suatu perusahaan yang berlokasi di Banwol Industrial Complex di Korea memiliki BOD 870 mg/l, warna 1340 PtCo unit, pH 11,0, suhu 42⁰C dan konduktivitas 2630 mmho/cm. Polutan utama dalam limbah tekstil berasal dari proses pewarnaan dan finishing yang melibatkan pewarna baik sintetis maupun alami agar dihasilkan warna yang permanen.

Banyak metode yang digunakan dalam perlakuan limbah tekstil. Metode-metode tersebut diantaranya koagulasi kimia, oksidasi elektrokimia, filtrasi dan biologi. Beberapa metode dikembangkan baik secara individu maupun kombinasi. Proses-proses individu memiliki banyak problema. Sebagai contoh, dalam proses koagulasi kimia sejumlah besar Lumpur dapat dihasilkan dan kapabilitas perlakuan rendah. Oksidasi elektrokimia dapat mereduksi polutan namun meningkatkan biaya perlakuan. Perlakuan biologis lebih sulit karena membutuhkan bioreaktor spesifik. Oleh sebab itu kombinasi proses dianggap lebih baik.

Isolat mikroorganisme (Aeromonas sp dan Pseudomonas sp) dapat mengurangi pewarna dari limbah cair secara efektif dan tidak membutuhkan kolam Lumpur aktif sehingga dapat mengurangi biaya operasional, biaya konstruksi dan luas fasilitas jika diterapkan dalam kombinasi yang terdiri dari pretreatment biologi, koagulasi kimia dan oksidasi elektrokimia.

Perlakuan biologis dalam skala laboratorium adalah dalam reaktor 4,5 l (dengan volumen keja 3 l) dan pilot plant 1800 l (volumen kerja 1420 l) dan berat kering mikroorganisme yang diinokulasikan ke reaktor 1200 mg. Waktu retensi hidaulik dibuat konstan 2 hari. Dalam proses ini koagulan kimia yang digunakan adalah FeCl₃.6H₂O 3,25 x 10^-3 mol/l dengan kondisi reaksi pada pH 6. Oksidasi elektrokimia dengan konsentrasi elektrolit NaCl 25 mM densitas 2,1 mA/cm² dan laju aliran 0,7 l/menit.

Dalam skala laboratorium, inokulasi aeromonas salmonicida dan Pseudomonas vesicularis dengan media pendukung mampu menurunkan COD dari 750 mg/l menjadi 272 mg/l, sedang pada control mencapai 499 mg/l dan tanpa media pendukung 431 mg/l setelah 6 hari. Reduksi COD umumnya terhenti/relatif stabil antara 2 – 3 hari setelah inokulasi.

Dalam skala pilot plant reduksi COD dan warna terjadi pada mikroorganisme tanpa pendukung. COD turun 38,2 % dan warna 27,4 % setelah 5 hari pada perlakuan biologis. Pada perlakuan dengan media pendukung COD turun 68,8% dan warna 54,5 % sehingga terjadi perbaikan reduksi COD 30,6 % dan warna 27,1 %. Selama operasional konsentrasi DO dijaga 3 – 4 mg O₂/l.

Jika digunakan media pendukung, konsentasi MLSS meningkat 3 kali lipat menjadi 570 mg/l dan hanya sekitar 27 % MLSS yang tersuspensi. tanpa media pendukung sebesar 210 mg/l. Pada proses Lumpur aktif konvensional, membutuhkan MLSS 300 – 400 mg/l sehingga proses ini menunjukkan efektivitas yang tinggi dengan konsentrasi MLSS yang rendah.

Penggunaan media pendukung juga mengefisienkan waktu retensi Lumpur yang mencapai 6 hari dibandingkan dengan control yang hanya 2 hari.