Analisa Total Organic Carbon (TOC)

Mengubah metode pemantauan air limbah : beralih ke TOC (Total Organic Carbon)

TOC

1.  Pendahuluan

Seiring dengan meningkatnya kesadaran akan kehidupan yang lebih baik, maka semua pihak yang terlibat dalam industri akan terus terdorong untuk melakukan optimalisasi saat proses pembuatan produk. Salah satu hal penting yang terus didorong untuk dioptimalkan adalah bagaimana meminimalisir pencemaran terhadap lingkungan sekitar.

Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) semenjak tahun 1948 terus mendorong dan mempromosikan tentang pentingnya tata cara pengolahan limbah ke lebih dari 100 negara di seluruh dunia. Imbas positif dari kampanye tersebut adalah saat ini sudah banyak negara negara di dunia yang memberlakukan peraturan ketat terkait pengolahan limbah. Pada tahun 2017 sendiri WHO melakukan studi dengan 100 negara beserta 275 peraturan standar nasional masing-masing negara tersebut guna menentukan syarat baku kualitas limbah cair. Studi tersebut menyebutkan lima polutan umum yang ada di dalam limbah cair yaitu organik, nutrisi, patogen, bahan kimia dan padatan. Parameter karbon sendiri adalah nilai yang paling sering dipantau karena merupakan bagian penting dari kontaminasi air limbah.

Secara umum teknik analisa untuk mengukur kadar karbon adalah metode BOD (Biochamical Oxygen Demand) dan COD (Chemical Oxygen Demand). Seiring kemajuan teknologi dan peraturan terkait pengolahan limbah, lambat laun proses pengujian karbon yang lebih cepat akan semakin banyak dibutuhkan oleh industri industri di seluruh dunia. Maka tidak mengherankan bila saat ini sudah semakin banyak studi mengenai bagaimana metode BOD (Biochemical Oxygen Demand) dan COD (Chemical Oxygen Demand) bisa digantikan oleh parameter TOC (Total Organic Carbon). Analisa TOC (Total Organic Carbon) sendiri adalah sebuah proses analisa yang jauh lebih singkat yaitu tidak memakan waktu lebih dari 10 menit untuk setiap 1 analisa.

2.  Bagaimana peraturan pengolahan limbah di dunia bergeser dari BOD (Biochemical Oxygen Demand) dan COD (Chemical Oxygen Demand) ke TOC (Total Organic Carbon)

Berikut adalah bagaimana negara negara di dunia melakukan pengubahan regulasi terkait BOD (Biochemical Oxygen Demand) dan COD (Chemical Oxygen Demand) karena kedua proses analisa tersebut dinilai menghabiskan waktu dan tidak cukup efektif.

1.1  Amerika Serikat dan Kanada

Pada tahun 1999 undang-undang perlindungan lingkungan Kanada (CEPA) disahkan guna mengatur pengelolaan polusi dan limbah. Pada tahun 2012 Kanada menerbitkan peraturan terbaru SOR/2012-139 yang lebih spesifik dalam pengaturan limbah cair sistem air. Peraturan ini terbit karena adanya hasil pembacaan BOD (Biochemical Oxygen Demand) yang bervariasi diakibatkan oleh perbedaan kapasitas limbah yang dihasilkan setiap proses produksi.

Amerika Serikat pertama kali memberlakukan revisi pertama pada tahun 1972. Saat itu Amerika Serikat memberikan tambahan peraturan ke dalam Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat (US EPA) yaitu menyebutkan bahwa parameter BOD (Biochemical Oxygen Demand) dan COD (Chemical Oxygen Demand) bisa digantikan.

1.1  Republik Rakyat Tiongkok dan India

Kementerian Lingkungan Hidup Republik Rakyat Tiongkok menetapkan beberapa kebijakan peraturan lingkungan dalam peraturan sebagai berikut:

  • GB 8978 – 1996
  • GB 18918 – 2002

Pada revisi yang diluncurkan tahun 2002 dijelaskan bahwa parameter TOC (Total Organic Carbon) termasuk ke dalam nilai yang harus dipantau untuk polutan di berbagai industri.

Table Kualitas Pembuangan Air Limbah yang Diizinkan untuk Industri Negara Tiongkok
PolutanLingkup AplikasiKelas 1 (mg/L)Kelas 2 (mg/L)
BOD5
Gula , Pewarna, Pengolahan Produk Bulu, Pengolahan Produk Mengandung Gula , Alkohol
20
60
Instalasi Pengolahan Air Limbah Sekunder Perkotaan
20
30
  COD
Farmasi
100
300
Petrokimia/Pemurnian
60
120
Instalasi Pengolahan Air Limbah Sekunder Perkotaan
60
120
TOC
Industri asam lemak sintetik
20
40
Industri rami
20
60

Pada bulan September 1974, Kementerian Lingkungan Hidup, Hutan, dan Perubahan Iklim India membentuk Dewan Pusat Pengendalian Polusi (CPCB) untuk mengontrol emisi polusi di udara dan air. Temuan yang di dapat pada tahun 1986 adalah uji BOD (Biochemical Oxygen Demand) hanya cocok di lakukan pada kondisi cuaca panas. Berangkat dari hal tersebut maka pemerintah India memberlakukan revisi dan menyebutkan bahwa TOC (Total Organic Carbon) bisa di gunakan dengan catatan ada studi pembuktian empiris antara nilai TOC (Total Organic Carbon) terhadap BOD (Biochemical Oxygen Demand) dan COD (Chemical Oxygen Demand).

1.1  Eropa

Pada bulan September 1974, Kementerian Lingkungan Hidup, Hutan, dan Perubahan Iklim India membentuk Dewan Pusat Pengendalian Polusi (CPCB) untuk mengendalikan emisi polusi di udara dan air. Temuan yang didapat pada tahun 1986 adalah uji BOD (Biochemical Oxygen Demand) hanya cocok di lakukan pada kondisi cuaca panas. Berangkat dari hal tersebut maka pemerintah India memberlakukan revisi dan menyebutkan bahwa TOC (Total Organic Carbon) bisa digunakan dengan catatan ada studi pembuktian empiris antara nilai TOC (Total Organic Carbon) terhadap BOD (Biochemical Oxygen Demand) dan COD (Chemical Oxygen Demand).

Tabel Persyaratan Instalasi Pengolahan Air Limbah Perkotaan Eropa
ParameterKonsentrasiPersentase pengurangan minimum
BOD5  pada 20°C tanpa nitrifikasi25 mg/L O270-90
COD125 mg/L O275

Dokumen tersebut menyatakan bahwa BOD (Biochemical Oxygen Demand) dapat digantikan oleh parameter lain dengan catatan ada pembuktian korelasi antara keduanya.

Menjawab pernyataan di atas, negara negara Uni Eropa menerbitkan peraturan terbaru yaitu European BAT – AELs mengenai nilai emisi TOC (Total Organic Carbon).

Tabel BAT-AELs untuk nilai emisi TOC and COD
ParameterBAT-AEL (yearly average)Kondisi
Total Organik Carbon (TOC)10-30 mg/LBAT-AEL berlaku jika emisi melebihi 3,3 ton /tahun
Chemical Oxygen Demand (COD)30-100 mg/LBAT-AEL ini berlaku jika emisi melebihi 10 ton/tahun

1.    Kesimpulan

TOC (Total Organic Carbon) dapat digunakan sebagai pengganti parameter BOD (Biochemical Oxygen Demand) dan COD (Chemical Oxygen Demand) dengan catatan adanya pembuktian korelasi aktual antara nilai TOC (Total Organic Carbon) dengan BOD (Biochemical Oxygen Demand) dan COD (Chemical Oxygen Demand).

Pertimbangan lain kenapa TOC (Total Organic Carbon) di anggap cocok untuk menggantikan parameter lain adalah karena uji ini tidak membutuhkan bahan kimia berat yang berpotensi menjadi racun dan juga waktu analisa yang sangat singkat yaitu tidak lebih dari 10 menit setiap satu kali analisa.

Referensi:

  1. “3025 Part 44 – Biochemical Oxygen ” Bureau Of Indian Standards, Https://Archive.Org/Details/Gov.Law.Is.3025.44.1993/Page/N3
  2. “3025 Part 58 – Chemical Oxygen ” Bureau Of Indian Standards, Https://Archive.Org/Details/Gov.Law.Is.3025.58.2006/Page/N3
  3. “40 Cfr 102 Secondary Treatment.” Electronic Code Of Federal Regulations, Https://Www.Law.Cornell.Edu/Cfr/Text/40/133.102
  4. “40 Cfr 133.104.” Electronic Code Of Federal Regulations, Https://Www.Ecfr.Gov/Cgi-Bin/Text- Idx?Sid=4f99ad02644fb790819e9af0dabed218&Mc=True&Node=Pt40.24.133&Rgn=Div5#Se40.24.133_1104
  5. “About ” Central Pollution Control Board, Http://Cpcb.Nic.In/Introduction/
  6. “About ” World Health Organization, Https://Www.Who.Int/About/Who-We-Are
  7. “Bat 2016/902” Https://Eur-Lex.Europa.Eu/Legal-Content/En/Txt/Pdf/?Uri=Celex:32016d0902&From=En
  8. “Biochemical Oxygen Demand (Bod).” Pennsylvania Department Of Environmental Protection, Https://Www.Watereducation.Org/Sites/Main/Files/File- Attachments/Pennsylvania_Department_Of_Environmental_Protection_Biochemical_Oxygen_Demand.Doc
  9. “Biochemical Oxygen Demand And Chemical Oxygen Demand.” Caltest Analytical Labs, Https://Www.Caltestlabs.Com/Services/Bodandcod.Aspx
  10. “Biological Oxygen ” Encyclopedia Of Public Health, Encyclopedia.Com, 2019, Www.Encyclopedia.Com/Science/Dictionaries- Thesauruses-Pictures-And-Press-Releases/Biological-Oxygen-Demand-0.
  11. “Bottling Company Uses Sievers Innovox Online Toc Analyzer To Optimize Membrane Bioreactor Wastewater System” Suez Water Technologies And Solutions Https://Www.Suezwatertechnologies.Com/Node/1708
  12. “California Regional Water Quality Control Board Npdes Permit Order No ” Inland Empire Utility Agency, 20 July 2009, Https://Www.Ieua.Org/Wp-Content/Uploads/2014/09/Consolidated-Npdes-Permit-Order-No.-R8-2009-0021.Pdf
  13. “Canadian Environmental Protection Act Registry.” Government Of Canada, 24 April 2019, Https://Www.Canada.Ca/En/Environment-Climate- Change/Services/Canadian-Environmental-Protection-Act-Registry.Html
  14. “Council Directive Concerning Urban Wastewater Treatment (97/271/Ec).” Official Journal Of The European Communities, Https://Eur- Europa.Eu/Legal-Content/En/Txt/Pdf/?Uri=Celex:31991l0271&From=En
  15. “Directive 2010/75/Eu Of European Parliament On Industrial Emissions.” 24 November 2010, Https://Eur-Lex.Europa.Eu/Legal- Content/En/Txt/?Uri=Celex%3a32010l0075
  16. “Guidelines For Online Continuous Effluent Monitoring.” Central Pollution Control Board, July 2018
  17. “History Of The Clean Water ” United States Environmental Protection Agency, 8 August 2017, Https://Www.Epa.Gov/Laws- Regulations/History-Clean-Water-Act
  18. “Industrial Emissions ” European Commission, 25 March 2019, Http://Ec.Europa.Eu/Environment/Industry/Stationary/Ied/Legislation.Htm
  19. “Industry Effluent ” Central Pollution Control Board, Http://Cpcb.Nic.In/Industry-Effluent-Standards/
  20. “Integrated Wastewater Discharge Standard – Gb 8978-1996.” National Standard Of The People’s Republic Of China, Chinese Standard, Https://Www.Chinesestandard.Net/Pdf.Aspx/Gb8978-1996
  21. “Introduction To Activated ” Wisconsin Department Of Natural Resources. December 2010 Https://Dnr.Wi.Gov/Regulations/Opcert/Documents/Wwsgactsludgeintro.Pdf
  22. “Learn About Effluent ” United States Environmental Protection Agency, 21 November 2018, Https://Www.Epa.Gov/Eg/Learn-About- Effluent-Guidelines
  23. “Maximum Allowable Discharge Concentrations For Other Pollutants In ” China Water Risk, Http://Www.Chinawaterrisk.Org/Wp- Content/Uploads/2011/05/Maximum-Allowable-Discharge-Concentrations-For-Other-Pollutants-In-China.Pdf
  24. Method 3: Chemical Oxygen Demand (Titrimetric, High Level For Saline Waters) By Titration.” United States Environmental Protection Agency, Https://Www.Epa.Gov/Sites/Production/Files/2015-08/Documents/Method_410-3_1978.Pdf
  25. “Ministry Of Ecology And Environment Of The People’s Republic Of ” Www.Mee.Gov.Cn
  26. “National Pollutant Discharge Elimination System (Npdes) – About ” United States Environmental Protection Agency, 29 November 2016, Https://Www.Epa.Gov/Npdes/About-Npdes
  27. “National Pollutant Discharge Elimination System (Npdes) – Npdes Permit Basics.” United States Environmental Protection Agency, 25 July 2018, Https://Www.Epa.Gov/Npdes/Npdes-Permit-Basics
  28. “Progress On Wastewater Treatment.” World Health Organization, 2018, Https://Www.Who.Int/Water_Sanitation_Health/Publications/Progress-Of-Wastewater-Treatment/En/
  29. “Summary Of The Clean Water Act 33 S.C. §1251 Et Seq. (1972).” Laws And Regulation, United States Environmental Protection Agency, 11 March 2019, Https://Www.Epa.Gov/Laws-Regulations/Summary-Clean-Water-Act
  30. “The Eu Water Framework Directive.” European Commission, 6 August 2018, Http://Ec.Europa.Eu/Environment/Water/Water- Framework/Index_En.Html
  31. “Title 22 Engineering ” Inland Empire Utilities Agency, January 2010, Http://Www.Ieua.Org/Wp-Content/Uploads/2014/09/Rp-1-Title- 22-Engineering-Report-January-2010.Pdf
  32. “Waste Discharge Requirements For The City Of Santa Cruz Wastewater Treatment ” California Regional Water Quality, Https://Www.Waterboards.Ca.Gov/Rwqcb3/Board_Decisions/Adopted_Orders/2010/2010_0043_Santa_Cruz.Pdf
  33. “Wastewater Regulations ” Government Of Canada, 7 February 2007, Https://Www.Canada.Ca/En/Environment-Climate- Change/Services/Wastewater/Regulations.Html
  34. “Wastewater Systems Effluent Regulations Sor/2012-139”. Justice Laws Website, Government Of Canada, Https://Laws- Justice.Gc.Ca/Eng/Regulations/Sor-2012-139/Fulltext.Html
  35. Assman, Celine, Et Al. “Online Total Organic Carbon (Toc) Monitoring For Water And Wastewater Treatment Plants Processes And Operations ” Drinking Water Engineering And Science. August 2017 Https://Www.Researchgate.Net/Publication/318976763_Online_Total_Organic_Carbon_Toc_Monitoring_For_Water_And_Wastewater_Treatme Nt_Plants_Processes_And_Operations_Optimization
  36. Baba, Akin And Tianfei Xu. “Faster And Smarter – A Bod-To-Toc Conversion Enables Quick Response To Process Control Needs.” City Of Santa Cruz Water Environment Laboratory October/November 2010, Http://Www.Cityofsantacruz.Com/Home/Showdocument?Id=21451
  37. Bengtson, Harlan “Biological Wastewater Treatment Processes Iii: Mbr Processes.” Ced Engineering Https://Www.Cedengineering.Com/Userfiles/02%20-%20biological%20wwtp%20iii%20-%20membrane%20bioreactor.Pdf
  38. Bengtson, Harlan H, “Biological Wastewater Treatment Processes Iii: Mbr Processes” Ced Com Https://Www.Cedengineering.Com/Userfiles/02%20-%20biological%20wwtp%20i%20-%20activated%20sludge.Pdf
  39. Delzer, C. And S.W. Mckenzie. “Five Day Biochemical Oxygen Demand.” United States Geological Survey, November 2003, Https://Water.Usgs.Gov/Owq/Fieldmanual/Chapter7/Nfmchap7_2_Bod.Pdf
  40. Hazma, Rania Ahmed, Et « Membrane Bioreactor (Mbr) Technology For Wastewater Treatment And Reclamation: Membrane Fouling.” Membranes (Basel). June 2016. Https://Www.Ncbi.Nlm.Nih.Gov/Pmc/Articles/Pmc4931528/
  41. Muro, Claudia, Et Al. “Membrane Separation Process In Wastewater Treatment Of Food Industry.” Institute Technology Of Toluca Http://Cdn.Intechweb.Org/Pdfs/29163.Pdf
  42. Nutt, Stephen G. And John Tran Of Xcg Consultants Ltd. “Addressing Bod5 Limitations Through Total Organic Carbon Correlations: A Five Facility International ” Pensacola, Florida: Water & Wastewater Instrumentation Testing Association Of North America (Ita). January 2013.
  43. Rice, W. Et Al. “5210 Biochemical Oxygen Demand.” Standard Methods For The Examination Of Water And Wastewater. 22nd Ed. 2012. Washington, Dc: American Water Works Association. Print.
  44. Rice, W. Et Al. “5220 – Chemical Oxygen Demand.” Standard Methods For The Examination Of Water And Wastewater. 22nd Ed. 2012. Washington, Dc: American Water Works Association, Print.
  45. Rice, W. Et Al. “5310 – Total Organic Carbon” Standard Methods For The Examination Of Water And Wastewater. 22nd Ed. 2012. Washington, Dc: American Water Works Association, Print.
  46. Shon, K Et Al. “Membrane Technology For Organic Removal In Wastewater.” Faculty Of Engineering, University Of Technology, Sydney Australia, Dec 2007https://Pdfs.Semanticscholar.Org/0818/E843ada017587afdc653a438fe45801b6614.Pdf (D)
  47. Toit, Wynand “Use Of Total Organic Carbon On A Wastewater Treatment Plant.” Tshwane University Of Technology, September 2006 Http://Citeseerx.Ist.Psu.Edu/Viewdoc/Download?Doi=10.1.1.608.8456&Rep=Rep1&Type=Pdf
  48. Zainudin, Zaki Bin. “The Many Intricacies Of Biochemical Oxygen Demand.” Research Gate, January 2008, Https://Www.Researchgate.Net/Publication/271019944_The_Many_Intricacies_Of_Biochemical_Oxygen_Demand
  49. Zhou, Yuhua, Et Al. “Cod Discharge Limits For Urban Wastewater Treatment Plants In China Based On Statistical Methods” Agricultural Green Infrastructure For Nutrient Reduction In Watersheds – Volume 10, Issue 6, June 2018. Https://Mdpi.Com/2073- 4441/10/6/777/Htm

Untuk info lengkap silahkan hubungi kami

KLIK DISINI
WhatsApp kami
×

 

Hello!

Click one of our contacts below to chat on WhatsApp

× How can I help you?