PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI CAT
A.
Pendahuluan
1.
Sejarah Cat
Industri cat adalah salah satu industri tertua di dunia. Sekitar 20.000 tahun lalu, manusia yang hidup di gua-gua menggunakan cat untuk kegiatan komunikasi, dekorasi dan proteksi. Mereka menggunakan metrial-material yang tersedia di alam seperti arang (karbon), darah, susu, dan sadapan dari tanaman-tanaman yang memiliki warna yang menarik. ang menge!utkan, catcat ini mempunyai mempunyai keawetan yang baik, seperti yang ditun!ukkan ditun!ukkan pada lukisan gua di "ltamira "ltamira Spanyol, #ascau$ Spanyol, cat batu orang "borigin di "rnhem #and "ustralia, dan lukisanlukisan prase!arah lainnya yang ditemukan.
2.
en!" Cat
%enis-!enis dan tipe cat sangat banyak dan beragam, untuk mengklasi&ikasikannya bisa dari bermacam-macam klasi&ikasi mulai dari bahan penyusunnya sampai kegunaannya. %ika cat diklasi&ikasikan dari pembawa'pelarutnya, cat dibagi men!adi dua bagian besar, yaitu cat basis air (water-based ) dan cat basis solent ( solvent-based ). ). "S"*
%IS dan 1*""
+#/M+/"
erdas erdasark arkan an !enis !enis resin resin yang yang dipaka dipakai5 i5 cat epoxy, polyurethane, acryl acrylic ic,, "3" "4
mela melami mine ne,, alkyd alkyd,, nitr nitro o cell cellul ulos ose, e, polye polyest ster er,, vinyl vinyl,,
chlorinated rubber , dll erd erdas asar arka kan n ada ada tida tidakny knyaa pigm pigmen entt dalam dalam cat ters terseb ebut ut,, yait yaitu u arnish arnish atau lac6uer lac6uer (transpare (transparent, nt, tidak mengandung pigment)7 pigment)7 duco atau enamel (berwarna dan menutup permukaan bahan,). 9at dempul ( filler filler ), ), anti karat (anti (anti corrosion), corrosion), anti !amur (anti (anti
84SI
fungus), fungus), tahan api, tahan panas (heat (heat resistance resistance), ), anti bocor (water (water
M1/
proofing ), ), decorative, protective, heavy duty, industrial dll. 9at kuas, spray kuas, spray,, celup, wiping , elektrostatik, roll , dll.
+9"1" #1 #1" +M" +M"" "I" I"
9at 9at +rim +rimer er (seb (sebaga agaii dasa dasar) r),, unde underc rcoat oat,, inte interm rmed edia iate te (dit (diteng engah ah--
tengah), top coat/finishing (pada permukaan paling atas dari beberapa lapisan cat), interior (di dalam tidak terkena secara langsung sinar matahari) dan e$terior (di luar), dll. 9at besi (metal protective), lantai ( flooring systems), kayu (wood %IS S4S1*"1
finishing ) , beton (concrete paint ), kapal (marine paint ), mobil
14 9"M+4*" """ S/#:1 M"ISM
(automotive paint , plastik, kulit, tembok, dll. 9at pasta, ready-mixed, emulsi, aerosol , dll Water base, cat solvent base, tanpa solvent, powder , dll. 9at kering udara (varnish dan syntetic enamel ), cat stoving
+*I" #.
(panggang), cat 4: curing.
Indu"tr! Cat d! Ind$ne"!a
ebi!akan lingkungan sudah tidak dapat disangkal dan merupakan keharusan yang perlu dipenuhi oleh industri. epedulian industri terhadap lingkungan haruslah merupakan bagian yang tidak terpisahkan dari keseluruhan kebi!akan perusahaan. Salah satu bentuk kebi!akan perusahaan dan merupakan desakan pasar internasional adalah produk yang masuk ke pasar mereka harus diproduksi dengan proses produksi yang ramah lingkungan (green product). 3al ini berarti mulai dari bahan baku, teknologi proses, produk yang dihasilkan sampai dengan limbah yang dibuang haruslah ramah terhadap lingkungan, dengan menghasilkan zero waste. erbagai !enis limbah industri ; yang tidak memenuhi baku mutu yang dibuang langsung ke lingkungan merupakan sumber pencemaran dan perusakan lingkungan. 4ntuk menghindari
kerusakan
tersebut perlu dilaksanakan pembangunan
berkelan!utan
yang
berwawasan lingkungan hidup. Salah satu komponen penting agar program tersebut dapat ber!alan adalah dengan diberlakukannya peraturan perundang-undangan lingkungan hidup sebagai dasar dalam men!aga kualitas lingkungan. engan diberlakukannya peraturan tersebut maka hak, kewa!iban dan kewenangan dalam pengelolaann limbah oleh setiap orang, badan usaha maupun organisasi kemasyarakatan di!aga dan dilindungi oleh hukum. i Indonesia terdapat sekitar <= pabrik cat berskala besar dan menengah serta sekitar >00 pabrik berskala kecil. 1iga pabrik terbesar mendominasi sekitar =0? pasar dalam negeri dan pabrik yang terbesar mendominasi sekitar 2=?-nya . eberapa pabrik hanya memproduksi cat latek sedangkan pabrik- pabrik yang berskala besar memproduksi kedua tipe cat, yaitu cat latek (water-based cat dan cat solvent- based (3ernadewita, ).
B.
PRODU%SI CAT
1.
Bahan Pe&'uatan Cat
ahan-bahan yang digunakan dalam pembuatan cat adalah sangat banyak dan berariasi, tetapi intinya cat terdiri dari padatan ( solids) dan cairan (li!uids). engan bagian padatan tersebut tertahan (tersuspensi) dalam porsi cairan atau carrier. Solids atau padatan adalah bahan yang tertinggal di permukaan setelah bagian li6uids menguap ("nonim, 200@). ahan baku utama yang digunakan dalam proses produksi cat adalah resin, pelarut, pigmen dan ekstender. • • • • •
*esin 5 "lkid, "klirik, :inil dan lain-lain +elarut 5 "romatik, "li&atik, etone, "lkohol, dan lain-lain +igmen 5 1i/2 kstender 5 alsium arbonat, apur, 1anah #iat dan lain-lain7 ahan +embantu5 Minyak oreng, "lasticizer dan lain-lain.
Menurut Susantyo, bahan baku pigmen yang digunakan biasanya mengandung <0? 8e/, An/, bubuk An dan pasta aluminium7 2@? mengandung senyawa +b dan 9r7 dan >;? senyawa lainnya. "da dua !enis cat yang dihasilkan berdasarkan peman&aatannya, yaitu5 9at #olvent-$ased dan 9at Water-$ased . +ada prinsipnya proses produksi pembuatan cat untuk 9at solvent-based dan water- based sama, namun proses pembuatannya masing- masing terpisah dan tidak menggunakan alat yang sama. +erbedaannya hanya pada bahan aditi& pada tahap pra pencampuran pada proses penggilingan dan proses pencampuran awal. 4ntuk cat #olvent-$ased bahan yang dimasukkan adalah resin, pigmen, ekstender, pelarut dan plasticizer 7 sedangkan pada cat water-based bahan yang dimasukkan adalah air, ammonia, dispersan, pigmen dan ekstender (3ernadewita, ).
2.
Pr$"e" Pe&'uatan Cat Se(ara U&u&
+roses produksi cat melalui beberapa proses, yaitu pre-mixing, grinding, let-down, filtering, color matching, dan packaging . "re-mixing yaitu proses pencampuran awal dimana bagian padat dari cat seperti pigmen dan e$tender'&iller didispersikan ke pelarutnya dengan tambahan aditi& yang sesuai seperti dispersing agent dan wetting agent. +ada proses grinding partikel-partikel pigmen dihaluskan dengan mesin giling' grinder agar ukuran partikel men!adi lebih kecil dan diperoleh kehalusan dan warna yang diinginkan.
emudian selan!utnya adalah proses finishing yang meliputi let-down, filtering, color matching sampai packaging . +ada proses ini cat diatur kekentalannya, ditambahkan Bat aditi&, disaring dari kotoran saat pengadukan, disesuaikan dan dipilah-pilah warnanya, dan pada akhirnya di kemas ("nonim, 200@).
C.
LIMBAH PRODU%SI CAT 1. L!&'ah Ca!r Indu"tr! Cat
Sumber utama limbah cair berasal dari pencucian, pembilasan dan pembersihan tangki serta peralatan proses produksi cat, yaitu 5 • • • • • •
"ir pencucian 9eceran dari proses produksi #aboratorium dan bak-bak pencucian "ir pendingin dan boiler (blow down) +encucian alat-alat transportasi bahan-bahan baku dan penolong pembuatan cat +eralatan pengendalian pencemaran udara yang menggunakan air seperti wet-scrubber dan alat lainnya. #imbah cair yang berpotensi mencemari lingkungan dari pencucian peralatan pemroses
serta pencucian dan pembersihan lantai. +ada beberapa pabrik cat, pencucian tangki dan peralatan menggunakan larutan kostik panas. #imbah cair dari pencucian ini kemudian ditampung dalam tangki atau drum penampung untuk pembuatan cat solent based, sedangkan untuk pembuatan cat water-based , limbah cair dari pencucian tangki menu!u ke unit pengolahan limbah cair. #imbah cair dari pencucian peralatan pemroses cat solvent-based dapat diman&aatkan lagi dengan menggunakan unit perolehan kembali pelarut supaya pelarut yang digunakan dapat diperoleh kembali. 8aktor pen!agaan kebersihan di pabrik atau proses produksi dapat mencerminkan
pengelolaan
limbah cair yang dilaksanakan,
karena &aktor ini
dapat
meminimumkan !umlah dan karakter limbah cair yang dihasilkan oleh kegiatan produksi.
2. Penan)anan L!&'ah Ca!r Indu"tr! Cat
+engolahan limbah cair industri cat dapat menggunakan teknologi pengolahan limbah secara &isik, kimia dan biologi untuk mengurangi kadar parameter utama limbah cair yang dihasilkan. anyak logam berat yang terkandung dalam limbah cair produksi cat, seperti 5
merkuri (3g), timbal (+b), cadmium (9d), kromium (9r
a.
kualisasi debit limbah dengan tangki pengumpul 1angki yang satu ini bukanlah tangki untuk mengolah air limbah, namun berperan
penting bagi proses pengolahan limbah. 1angki ekualisasi yaitu tangki yang digunakan untuk meredam ariasi debit air limbah. Melihat tu!uannya sebagai peredam ariasi debit, tangki ekualisasi ditempatkan di awal rangkaian pengolahan air limbah 1u!uan utama dari instalasi tangki ekualisasi di dalam suatu instalasi pengolahan air limbah adalah untuk mencapai debit air limbah yang konstan atau mendekati konstan. 1ercapainya debit yang konstan akan berman&aat bagi unit-unit pengolahan selan!utnya, antara lain5 Meningkatkan per&orma proses biologi akibat tidak adanya shock loading •
Meningkatkan kualitas e&luen serta per&orma thickening (pengentalan lumpur) dalam
•
tangki sedimentasi kedua karena solids loading yang konsisten Mengurangi luas area permukaan &ilter Meningkatkan kontrol penambahan bahan kimia dan keterandalan proses pengolahan
•
kimia +enempatan tangki ekualisasi dapat dilakukan secara in-line maupun off-line (disebut !uga side-line). +enempatan secara in-line maksudnya adalah mengalirkan seluruh air limbah ke dalam tangki ekualisasi untuk kemudian dipompakan ke unit-unit pengolahan. +ada sistem offline, tangki ekualisasi hanya menampung kelebihan debit air limbah untuk kemudian dialirkan sebagai penambahan debit apabila diperlukan (oel et al, 200= dalam "nonim, 200D).
b.
+engaturan p3 p3 adalah &aktor yang penting dalam proses penyisihan logam. 3al ini disebabkan karena
untuk setiap logam memiliki kondisi dimana ia bisa mengendap. Seperti contoh adalah dalam penyisihan logam kromium (9r
hanya dapat ter!adi apabila keadaan p3 nya asam sehingga perlu dikondisikan dahulu. Setelah men!adi kromium (9r;C) baru dapat diendapkan tetapi setelah p3 dinaikkan kembali.
c.
+engendapan dengan penambahan bahan kimia eberapa proses penghilangan kandungan logam berat dapat dilakukan melalui proses
pengolahan secara kimia seperti dengan presipitasi (pengendapan), adsorpsi (penyerapan), &iltrasi (penyaringan) dan koagulasi. +engolahan kimia yang biasa dilakukan yaitu melalui proses pengendapan dengan proses koagulasi-&lokulasi dengan koagulan yang beragam. oagulasi &lokulasi merupakan metode yang e&ekti& untuk pengolahan limbah industri yang mengandung logam berat, karena dengan metode ini akan ter!adi pemisahan antara air dan lumpur'endapan. +emisahan ini ter!adi karena adanya gaya tarik inti &lok yang berasal dari endapan yang terbentuk, dan e&ekti& untuk menghilangkan kekeruhan. Metode pengendapan dengan koagulasi ini dipilih karena dalam limbah cat terdapat konstituen kimia seperti kation-kation yang dapat diubah men!adi bentuk senyawa tak larut dengan menambahkan koagulan. +ada metode ini biasanya digunakan suatu koagulan sintetik. oagulan yang umumnya dipakai adalah kapur, garam-garam aluminium seperti aluminium sul&at , garam-garam besi seperti &erri sul&at dan +"9 ( polyaluminium chloride).
9ontoh +engolahan #ogam erat yang terkandung dalam #imbah 9air +roduksi 9at >. +engolahan Senyawa 9hrom +roses pengolahan limbah krom melalui beberapa proses, yaitu proses reduksi 9r
•
*eaksi reduksi adalah reaksi pengikatan elektron oleh suatu unsur ' ion dan akibatnya unsur ' ion tersebut mengalami penurunan bilangan oksidasi. lektron yang diikatpada reaksi reduksi ini harus berasal dari
ion ' unsur lain yang
dinamakan pereduksiatau reduktor. *eaksi penurunan bilangan oksida (biloks)
•
9r
•
mendekat dan menempel satu sama lain sehingga membentuk &lok. 9r2(S/E); C < a/3 FGGGGH 2 9r(/3); C ; a2S/E Selan!utnya adalah proses &lokulasi, proses ini dilakukan dengan baik yang diberi pengadukan horiBontal atau ertikal. +engadukan ini berputar pelan yang tu!uanya memperbesar ukuran &lok. 9r(/3);C "l2(/3)$9l<-$ FGGGGH 9r2(/3)$9l<-$ C 2 "l(/3);
d.
+engentalan atau pengeringan lumpur +engentalan lumpur dan pengeringan merupakan hal yang umum untuk sistem
pengolahan yang lengkap, Sistem ini menggunakan pengental dan pen!ernih yang dilan!utkan dengan belt press atau gulungan pengeringan sedangkan air yang dihasilkan oleh perlakuan ini dikembalikan ke unit awal pengolahan limbah. $elt %ilter "ress (8+) merupakan salah satu unit yang digunakan di dalam proses sludge dewatering. +ada prinsipnya, proses yang berlangsung di dalam 8+ adalah memeras cake (lumpur dengan konsentrasi padatan yang tinggi) di atas belt (sabuk ber!alan) sehingga air yang masih terkandung di dalam cake dapat keluar dan lumpur men!adi kering. 1ahapan proses pada sludge dewatering dengan 8+ yaitu (sumber5 www.grupte&sa.com dalam "nonim, 200D)5 •
8lokulasi ebanyakan
lumpur memerlukan penambahan polimer sebagai &lokulan untuk
mempermudah proses separasi air dari dalam lumpur. •
8eeding #umpur yang telah bercampur dengan &lokulan disebar secara merata ke atas permukaan belt.
•
+enirisan +roses awal pemisahan air dari lumpur dilakukan dengan cara meniriskan lumpur pada suatu Bona penirisan yang meman&aatkan gaya graitasi.
•
+enyaringan +enyaringan dilakukan dengan memberikan tekanan secara bertahap pada suatu Bona tepat sebelum melewati silinder penggiling. +ada proses penyaringan ini olume dikurangi hingga =0?.
•
ompaksi dan +engeringan ompaksi akhir dari cake dicapai pada saat tekanan dan gaya geser mencapai nilai tertingginya.
•
+embuangan 9ake yang dihasilkan dapat digunakan sebagai bahan baku &linkote (dengan catatan perusahaan telah memiliki iBin peman&aatan limbah ; dari #3). Selain diman&aatkan kembali dapat !uga diserahkan kepada pihak ketiga untuk pengelolaannya. engan penggunaan 8+ maka semakin sedikit limbah yang dibuang !adi semakin kecil !ugacost yang dikeluarkan apabila dibandingkan tidak dilakukan pengeringan dengan 8+.
•
+embersihan elt +embersihan belt secara harus dilakukan agar tidak ada limbah yang menempel. 3al ini dilakukan agar belt lebih tahan lama karena sangat dimungkinkan limbah ; dapat merusak belt apalagi kalau limbah tersebut oksidator kuat. eberapa masalah dalam hal penirisan, melubernya lumpur, serta kadar padatan yang terlalu rendah di dalam cake dapat menurunkan kiner!a 8+. erikut ini beberapa hal yang harus diperhatikan berkaitan dengan masalah-masalah tersebut (sumber5 S8 8loerger dalam "nonim, 200D)
e.
8iltrasi dengan menggunakan pasir atau media lainnya 8iltrasi merupakan proses pengolahan air dimana air dipisahkan dari koloid dan Bat
pengotor yang dikandungnya, !umlah bakteri berkurang dan karakteristik kimia air tersebut berubah, dengan cara melewatkannya melalui media berpori. 8iltrasi merupakan proses pengolahan air limbah dengan cara mengalirkan air limbah melewati suatu media &ilter (lapisan
berpori) yang disusun dari bahan-bahan butiran dengan diameter dan tebal tertentu. #apisan berpori ini dapat terdiri dari bermacam-macam bahan, seperti granular (kerikil), pasir, batuan kecil, antrasit, pecahan kaca, abu (3uisman, >D@= dalam Makhmudah, ). Salah satu penerapannya adah saringan pasir lambat. +ada saringan pasir lambat, proses pemisahan kotoran dari air baku ter!adi melalui kombinasi beberapa proses yang berbeda seperti mechanical straining, adsorpsi, sedimentasi, dan aktiitas biologis serta bio-kimia. &echanical straining adalah proses pemisahan partikel tersuspensi yang mempunyai ukuran terlalu besar untuk dapat melewati ruang antar butir pasir. "dsorbsi sederhana disebabkan oleh tumbukan antara partikel tersuspensi dengan butiran pasir, lapisan schmutzdecke berbentuk gelatin lekat (agar-agar) yang terbentuk pada butir pasir oleh bakteri dan partikel koloid. +roses sedimentasi ter!adi dimana partikulat tersuspensi dengan ukuran yang lebih halus dari bukaan pori-pori antara butir pasir dengan pengendapan pada bagian sisi butir pasir. akteri yang terdapat pada lapisan schmutzdecke meman&aatkan Bat organik yang terkandung dalam air baku sebagai sumber makanan.
&.
1angki penyimpanan akhir 1angki penyimpanan akhir ini berguna sebagai penampung air hasil pengolahan I+"#.
"ir hasil olahan ini digunakan kembali dalam proses produksi sehingga mengurangi !umlah penggunaan air bersih dan mengurangi !umlah air limbah yang dibuang ke lingkungan. +enanganan limbah cair untuk industri pembuatan cat terutama dilakukan pada saat pencucian peralatan pada pembuatan cat solvent-based yang tidak boleh tercecer dan masuk ke saluran drainase melalui pemeliharaan lingkungan pabrik yang baik dan benar, sehingga pembuatan cat solvent-based dalam pembuangan limbah diharapkan mencapai zero waste.
DA*TAR PUSTA%A
>. 3ernadewita . "engaruh "enanganan 'imbah ndustri )at *itin+au dari #isi )lean echnology dalam &ana+emen ndustri. onlineJ. @ oember 20>;. 2. Makhmudah, isaul. "#01 $#-&121, 334501 *1 W141 &225131 #1421 "1#4 '1&$1 *51 231 "1*1 36*#
;. E. =. <. @. K.
1'41 13 750 #5* 31#5#8 14 #521 )31"5*52. onlineJ. >K oember 20>; Susyanto, 3eri. 200D. 7enis )at . http5''www.geocities.com , diakses pada >D oember 20>< Susyanto, 3eri. 200D. "embuatan )at . http5''www.geocities.com , diakses pada 20 oember 20>< "nonim. 200@. #e+arah )at . http5''cattembok.web.id, diakses pada 20 oember 20>< "nonim. 200@. 7enis )at . http5''cattembok.web.id, diakses pada 20 oember 20>< "nonim. 200@. $ahan "enyusun )at . http5''cattembok.web.id, diakses pada 2> oember 20>< "nonim. 200D. 1ir 'imbah. http8//www.airlimbah.com/ , diakses pada 2> oember 20><
PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI CAT
D!"u"un Oleh+ Chr!" O(ta,!anu" H2-111--/
PROGRAM STUDI PASCASARANA %IMIA UNI0ERSITAS TANUNGPURA
