Logam berat dalam pengolahan limbah

Logam umumnya ditemukan dalam limbah perkotaan seperti cadmium, copper, lead, mercury, nickel dan zinc. Hadirnya logam-logam berat ini dapat menyebabkan air lebih berasa asam daripada tanpa adanya logam berat ini. Dalam air limbah, kehadiran dari konsentrasi logam berat yang tinggi merupakan masalah yang cukup serius yaitu :

·         Menghalangi aktivitas biologis pada sistem pengolahan tahap dua.

·         Memburuknya aktivitas biologis pada sistem pengolahan tahap dua.

·         Menghalangi Proses nitrifikasi biologi.

·         Menimbunnya logam-logam berat pada endapan limbah dan mencegah penguraiannya dengan insinerasi atau aplikasi lahan.

·         Menghalangi proses pencernaan limbah secara anaerobik.

·         Menyebabkan kefek kerugian pada lingkungan ketika pembuangan ke permukaan air.

Pemisahan logam dari air limbah adalah sebuah fungsi dari kemampuan untuk mebagi-bagi ke dalam endapan primer ataupun sekunder sekaligus efisiensi dari proses perlakuan dalam pemisahan endapan.

Salah satu pemisahan metal yaitu sendimentasi primer. Sendimentasi primer dapat dilakukan dengan proses fisis tergantung endapan yang dapat dipisahkan. Konsentrasi influen dari logam dan persen yang dapat diendapkan tidak berhubungan. Bervariasinya pemisahan logam ini disebabkan oleh berbedanya efisiensi dari proses penjernihan ataupun karakteristik kimia atau fisika dari influen. Logam berat dalam limbah primer memasuki unit lumpur aktif baik dibuang melalui lumpur sekunder atau tetap dalam limbah. Derajat pembuangan bergantung partisi dalam biomassa lumpur aktif.

Meskipun sedikit konsentrasi dari logam berat dibutuhkan dalam pertumbuhan biologis, konsentrasi tinggi dari logam berat dapat menginhibisi atau toksik. Tingkat toksik ini dipercaya dapat disebabkan adanya ion logam bebas dalam fase larutan. Ion logam dapat berikatan atau membentuk kompleks tidak aktif dengan elektron yang tidak digunakan pada sisi aktif dari kebanyakan enzim.

Ada beberapa cara untuk mendeteksi adanya inhibitor dan efek dari toksik logam berat pada sistem lumpur aktif. Berikut merupakan beberapa indikator tersebut :

·         Penurunan dalam aktivitas protozoa.

·         Hilangnya protozoa dalam air limbah.

·         Penurunan dalam laju uptake oksigen.

·         Naiknya konsentrasi nitrit.

·         Turunnya kualitas air limbah.

·         Peningkatan letalitas selama pengujian bioassay secara langsung.

Logam berat dalam aliran air limbah terdistribusi antara fase padatan dan cairan. Bagian dari logam yang berhubungan dengan padatan yang tertahan oleh filter berukuran 0,45 mikrometer  diklasifikasikan sebagai logam fase padat. Sedangkan bagian terlarut akan melewati penyaringan dari filter. Pada fase terlarut, logam berbentuk ion bebas ataupun kompleks terlarut. Pada fase padatan berbentuk endapan padat ataupun biomassa lumpur aktif.

Logam berat dapat membentuk kompleks terlarut pada air limbah melalui proses kompleksasi. Proses ini merupakan proses ketika sebuah muatan positif dari ion logam berikatan dengan sebuah molekul atau ion bermuatan yang disebut sebagai ligan atau agen kompleks. Agen kompleks pada umumnya ditemui dalam air limbah dalam bentuk organik maupun inorganik.Agen kompleks inorganik umumnya seperti karbonat, hidroksida, sulfat dan amonia.

Selain kompleksitasi, ada distribusi metal akibat proses presipitasi. Proses ini ketika kelarutannya terbatas tercapai. Kelarutan logam dalam larutan cair utamanya dipengaruhi oleh fungsi dari pH dan ion pesaing.

Sorption menjelaskan interaksi fisik dan kimia antara logam dan partikulat pada aliran proses air limbah. Tiga proses utama sorption yaitu adsoprtion, kompleksasi dan pertukaran ion. Reaksi sorption logam dipercaya berlangsung dengan cepat. Kebanyakan dari metal yang terlarut dibuang pada tahap pertama, namun tahap kedua kurang begitu signifikan.

Selain beberapa cara  diatas, dapat dilakukan dengan pengambilan biologis. Pengambilan logam olem lumpur aktif dapat dilakukan jika dalam proses kimia dan fisika tidak begitu signifikan. Hal itu dapat dilakukan dalam media yang berisi kultur bakteri, timah, dan tembaga.

Distribusi logam dalam operasi dipengaruhi oleh karakteristik fisik dan kimia dan juga faktor operasi. Faktor kimia dan fisika yang signifikan mempengaruhi persebaran logam yaitu pH, konsentrasi dari endapan terlarut dan logam total, dan kekuatan dan konsentrasi dari kompleks ligan. Sedangkan faktor yang penting dalam parameter operasional yaitu waktu retention logam dari sistem.