Sistem Perawatan yang Ada

Mengelola limbah sanitasi telah menjadi perhatian sejak peradaban paling awal. Secara historis, air limbah dibuang ke saluran air terdekat, memanfaatkan pengenceran dan oksidasi sebagai pengolahannya. Gagasan tentang “pemurnian diri” ini tidaklah salah; banyak kontaminan dapat dihilangkan melalui proses alami dengan paparan, waktu, dan pengenceran yang cukup. Namun, pertumbuhan populasi dan peningkatan polusi air limbah membuat pendekatan ini tidak memadai. Penemuan penyakit yang ditularkan melalui air menghasilkan pengembangan sistem sanitasi dengan tujuan memisahkan air limbah dari air minum untuk melindungi kesehatan manusia. ref Banyak sistem pengolahan telah dikembangkan untuk mengurangi jumlah limbah mentah manusia yang masuk ke lautan. Di bawah ini adalah pengenalan sistem pengolahan air limbah yang umum digunakan saat ini.

Jenis Sistem Pengolahan Air Limbah

Sistem Perawatan Terpusat

Daerah padat penduduk dan kota-kota industri terutama bergantung pada instalasi pengolahan air limbah terpusat untuk menerima dan mengolah limbah. Jaringan pipa saluran pembuangan bawah tanah yang rumit membawa limbah dari rumah dan bangunan ke instalasi pengolahan menggunakan gravitasi dan pompa. Setelah limbah tiba di instalasi pengolahan air limbah, limbah tersebut menjalani beberapa tahap pengolahan sebelum dibuang:

• primer, atau secara fisik, perawatan dimulai dengan penyaringan: limbah dialirkan melalui saringan untuk menghilangkan padatan besar. Tembusan kemudian dibawa ke tangki pengendapan di mana gravitasi membantu untuk mengendapkan padatan tersuspensi tambahan.
• Sekunder, atau biologis, perawatan bertujuan untuk menghilangkan bahan organik dari limbah sebelum disinfeksi. Oksigen dan mikroorganisme digunakan untuk mengkatalisasi dan mendorong reaksi biokimia yang memecah kontaminan. Proses ini memodelkan sistem alami dan dibuat lebih efisien dengan aerasi atau paparan oksigen tambahan. Oksigen diperlukan untuk dekomposisi, dan aerasi membantu menghilangkan gas terlarut. Reaksi ini akhirnya mendorong partikel yang tersisa untuk mengendap. Teknik umum untuk perawatan biologis termasuk filter tetesan dan lumpur aktif, yang meningkatkan luas permukaan yang tersedia untuk mikroorganisme, serta kepadatannya.
• Tersier, atau bahan kimia, perawatan digunakan untuk mendorong pengendapan lebih lanjut dan penghilangan nutrisi. Polimer yang ditambahkan menarik polutan untuk membuat gumpalan sementara filter karbon atau arang mengkatalisis adsorpsi fisik untuk mengurangi nutrisi.
• Akhirnya, efluen didesinfeksi untuk menetralkan patogen yang tersisa. Klorin adalah salah satu disinfektan yang paling umum, UV atau ozon mungkin lebih disukai untuk meminimalkan konsentrasi bahan kimia sisa. ref

Aliran efluen melalui instalasi pengolahan air limbah dari pipa intake hingga pembuangan. Sumber: Mallik dan Arefin 2018

Jenis pengolahan yang digunakan dan kualitas air yang diolah bervariasi berdasarkan lokasi, kondisi air, ketersediaan teknologi pengolahan, tujuan pengurangan polusi, dan faktor lainnya. Perawatan primer dan sekunder diperlukan di beberapa negara dan jumlah fasilitas yang menggunakan perawatan tersier semakin meningkat. ref Namun, meskipun pengobatan diperlukan, kegagalan sering terjadi dan tidak boleh diasumsikan bahwa peraturan menjamin pengobatan yang memadai. Di tingkat kota dan fasilitas, sering kali terdapat pembatasan konsentrasi unsur hara dalam limbah untuk mengatasi pemuatan unsur hara dan dampaknya eutrofikasi. Meskipun kriteria pengobatan sangat membantu, kriteria tersebut tidak cukup untuk melindungi ekosistem laut dari polusi tanpa penerapan langkah-langkah pengurangan nutrisi secara luas.

Sistem Selokan Gabungan

Di kota-kota besar, banyak lanskap tidak memiliki penyerapan dan kemampuan retensi yang ditawarkan oleh tanah, padang rumput, hutan, dan fitur alam lainnya. Saat hujan, air mengalir di atas permukaan kedap air (yaitu, beraspal), mengumpulkan puing-puing dan kontaminan dan menjadi limpasan tercemar yang biasa disebut sebagai air hujan. Untuk meminimalkan dampak terhadap badan air, banyak kota telah membangun sistem saluran pembuangan gabungan untuk mengumpulkan dan mengangkut air hujan dari berbagai lokasi ke instalasi pengolahan air limbah terpusat yang sama dengan limbah. Hal ini memungkinkan instalasi pengolahan untuk menghilangkan minyak, pestisida, bakteri, sedimen, dan kontaminan lain yang terkandung dalam air hujan. Meskipun sistem saluran pembuangan gabungan tampak efisien, badai besar, pencairan salju besar, dan kadang-kadang bahkan hujan ringan dapat melebihi kapasitas pipa, tangki penampungan, dan sistem pengolahan. Sistem yang terbebani secara berlebihan membuang sejumlah besar air limbah yang tidak diolah, termasuk limbah mentah, ke saluran air. Di Amerika Serikat, 40 juta orang terlayani oleh saluran pembuangan gabungan, yang membuang lebih dari 3 triliun liter limbah yang tidak diolah dan limpasan air hujan setiap tahunnya akibat luapan saluran pembuangan gabungan. ref

Lihat studi kasus upaya memusatkan pengolahan air limbah di pulau ini Roatan, Honduras.

Sistem Perawatan Terdesentralisasi

Sistem pengolahan air limbah yang terdesentralisasi, atau sistem sanitasi non-selokan, adalah sistem skala kecil di lokasi untuk mengelola limbah manusia.

Sistem septik konvensional. Sumber: EPA 2018

Sistem pengolahan air limbah yang terdesentralisasi mengumpulkan, mengolah, dan membuang limbah cair di lokasi di mana ia dihasilkan. Ada banyak jenis sistem perawatan di tempat. Jenis berikut adalah yang paling umum secara global:

• Sistem septik biasanya mencakup septic tank dan saluran pembuangan. Tangki adalah wadah yang terkubur dan kedap air, biasanya terbuat dari beton, fiberglass, atau polietilen. Bahan organik dicerna di dalam tangki dan prosesnya memisahkan bahan terapung (misalnya minyak dan lemak) dan padatan dari air limbah. Efluen secara perlahan dibuang dari tangki ke dalam serangkaian pipa berlubang yang ditanam di lapangan pelindian, ruang, atau unit khusus lainnya.
• Tiriskan bidang, yang merupakan bagian dari sistem septik, meningkatkan peluang untuk melakukan pengolahan tambahan terhadap limbah cair oleh mikroorganisme di dalam tanah, kerikil atau bahan lainnya sebelum dibuang ke dalam tanah atau air permukaan.
• Tangki septik memiliki satu langkah penahanan dan pengobatan. Lubang yang digali atau dibangun mengumpulkan limbah untuk pengendapan alami. Lubang-lubang tersebut mungkin tidak dilapisi atau dipisahkan dari tanah dan air tanah dengan penghalang batu atau beton. Tangki septik tidak memberikan pengolahan yang memadai, dan di banyak tempat digantikan oleh sistem pengolahan yang lebih efektif.
• Sistem berbasis kontainer mengumpulkan dan menyimpan air limbah di lokasi dan mengharuskan limbah tersebut diangkut ke tempat lain untuk diolah. Sistem ini sebagian besar ditemukan di daerah dengan infrastruktur terbatas dan termasuk jamban, yang perlu dikosongkan setelah penuh, dan toilet ember, yang dikosongkan setiap hari. Pengolahan limbah yang dikumpulkan dari opsi berbasis wadah dapat berkisar dari proses pengolahan konvensional, praktik pemulihan sumber daya baru, atau tanpa pengolahan sama sekali.

Video di bawah dari The Nature Conservancy Long Island memberikan penjelasan yang lebih rinci tentang sistem septic dan tangki septik.

Sistem septik konvensional dan tangki septik tidak dirancang untuk menghilangkan nutrisi atau kontaminan lain dari limbah, yang dapat menimbulkan ancaman berbahaya terhadap lingkungan laut di wilayah pesisir. Teknologi baru-baru ini dikembangkan untuk mengatasi penghilangan unsur hara dalam sistem yang terdesentralisasi, namun solusi baru ini belum diterapkan secara luas karena kurangnya peraturan global mengenai unsur hara dalam limbah air limbah. Meningkatkan sistem desentralisasi agar mencakup peningkatan pengurangan unsur hara memerlukan biaya yang besar, namun hal ini menunjukkan efisiensi biaya yang lebih besar dibandingkan dengan membangun fasilitas pengolahan air limbah skala besar yang baru. Pelajari lebih lanjut tentang teknologi baru ini di Solusi Manajemen yang Muncul bagian dari perangkat ini. Kerugian lain dari sistem desentralisasi mencakup kebocoran dan malfungsi yang dapat mengakibatkan polusi non-point source dan seringkali tidak terdeteksi; dan sedikit konsekuensi atas ketidakpatuhan bahkan ketika sumber polusi telah ditelusuri, sehingga hanya menyisakan sedikit peluang untuk penegakan hukum.

Melepaskan

Pembuangan dari pipa pembuangan. Foto © pixabay

Setelah pengolahan baik dari sistem terpusat atau desentralisasi, limbah yang diolah dibuang langsung ke badan air terdekat atau ke tanah. Jenis pengolahan yang diterapkan pada air limbah dan lokasi pembuangan mempengaruhi sejauh mana limbah cair mencemari laut. Pipa pembuangan membuang limbah langsung ke sungai dan laut. Alternatifnya, mengeringkan ladang, tanah, lahan basah, dan tumbuh-tumbuhan akan memperlambat perkolasi limbah ke dalam air tanah, sehingga membantu menghilangkan polutan. Hal ini mengarah pada pengembangan teknik pengurangan unsur hara yang canggih dan Solusi Berbasis Alam untuk memperlambat aliran limbah. Itu studi kasus dari Santiago di Republik Dominika menunjukkan keberhasilan besar dalam menggunakan lahan basah buatan untuk mengurangi polutan organik yang dibuang ke daerah aliran sungai. Lihat Solusi Manajemen yang Muncul bagian untuk informasi lebih lanjut tentang teknik pengurangan nutrisi inovatif dan Solusi Berbasis Alam.

Membuang air limbah yang tidak diolah secara memadai meningkatkan risiko berbahaya bagi manusia, hewan, dan ekosistem. Relatif mudah untuk menentukan apakah instalasi pengolahan skala besar di pesisir pantai membuang limbah yang sudah diolah atau limbah mentah langsung ke laut. Lebih sulit untuk mendeteksi pencucian dari sistem bendungan yang lebih kecil dan pembuangan air tanah. Lihat studi kasus dari Dar es Salaam, Tanzania, Afrika Timur sebagai contoh bagaimana mengatasi masalah pembuangan isi jamban ke lingkungan.

Cara Memilih Sistem Pengelolaan Air Limbah

Ada berbagai cara untuk mengelola air limbah. Pemilihan metode pengolahan air limbah sangat bergantung pada lokasi dan konteks. Banyak faktor yang menentukan jenis sistem mana yang lebih tepat: sistem pengolahan limbah yang terpusat atau sistem pengolahan di lokasi yang terdesentralisasi. Solusi terbaik untuk satu komunitas mungkin tidak berhasil untuk komunitas lain. Pertimbangan dalam memilih sistem pengelolaan air limbah harus mencakup:

• Sumber daya komunitas
• Ukuran populasi
• Norma dan harapan sosial dan budaya
• Dukungan politik atau kendala peraturan
• Geologi dan hidrologi lokal
• Tujuan pengurangan polusi
• Infrastruktur yang ada

Saat menentukan sistem atau teknologi sanitasi yang paling sesuai untuk lokasi dan konteks Anda, pengelola kelautan dapat berkonsultasi dengan alat pendukung keputusan yang mempertimbangkan kriteria sosial, kesehatan manusia, dan lingkungan. Contohnya termasuk Kotak Peralatan Sanitasi dan Pengelolaan Air Berkelanjutan yang membantu menyoroti pilihan-pilihan sanitasi yang berbeda berdasarkan masukan atau keluaran yang dipilih ref dan diagram alir ini dari WaterAid, yang memetakan aliran tinja dari sumber ke laut dengan menyoroti area dimana tindakan pengelolaan berjalan dengan baik dan area yang memerlukan perbaikan.