Air limbah mengandung berbagai macam bahan/zat, di
antaranya zat organic. Zat organic yang berada dalam air limbah akan mengalami
oksidasi oleh oksigen yang terdapat di dalam air, sehingga akan menurunkan
kadar oksigen yang terlarut di dalam air (dissolved oxygen : DO). Kadar oksigen
terlarut yang rendah (DO rendah) dapat mengakibatkan matinya hewan-hewan air.
Banyaknya oksigen yang digunakan untuk mengoksidasi limbah organic disebut BOD
(Biochemical Oxygen Demand). Bila harga BOD dalam perairan telalu besar dapat
menimbulkan bau tidak sedap karena mengakibatkan oksidasi berlangsung tanpa
oksigen (anaerob). Oksidasi anaerob menghasilkan gas NH3, CH4 dan H2S yang
berbau tidak sedap. Oleh karena itu, air limbah harus diproses untuk mengurangi
dampak yang ditimbulkan tersebut.
Pengolahan air limbah dapat dibagi dalam tiga tahap,
yaitu tahap primer, sekunder dan tersier.
1. Pengolahan Tahap Primer
Tujuannya untuk memisahkan sampah yang tidak larut air,
seperti Lumpur, oli dan limbah kasar lainnya. dengan cara penyaringan dan
pengendapan (sedimentasi). Pengendapan dilakukan dengan penambahan elektrolit,
seperti FeCl2, FeCl3, Al2(SO4)3 dan CaO yang berfungsi untuk menetralisir
muatan koloid (partikel dengan diameter 10-7 – 10-5 cm) sehingga dapat
menggumpal dan mengendap.
2. Pengolahan Tahap Sekunder
Tujuannya untuk menghilangkan BOD, dengan cara
mengoksidasinya.
Salah satu cara pengolahan limbah tahap sekunder
adalah dengan cara Lumpur aktif (activated sludge process).
3. Pengolahan Tahap Tertier
Tujuannya untuk pengolahan air bersih, dengan
menghilangkan limbah organic beracun, logam berat dan bakteri.
Proses lumpur aktif adalah suatu proses aerobic (oksidasi
dengan oksigen) yang berlangsung dalam suatu bak pengolah air limbah. Bak
tersebut berisi partikel-partikel Lumpur yang bercampur (tersuspensi) bakteri
aerob, yaitu bakteri yang dapat menguraikan limbah organic dan mengalami
biodegradasi (oxygen demanding materials).
Pada proses Lumpur aktif diperlukan kolam tempat
berlangsung oksidasi limbah organic yang disebut kolam aerobic. Kolam oksidasi
atau kolam aerobic adalah kolam dangkal yang mendapat cahaya matahari hingga
menembus dasar kolam, sehingga aktifitas fotosintesis dari algae dapat
berlangsung di seluruh tempat. Proses yang terjadi di kolam ini adalah
perombakan (oksidasi) senyawa organic yang dilakukan oleh bakteri menjadi
senyawa CO2, H2O, nitrat, sulfat dan fosfat. Untuk kelangsungan proses ini,
bakteri membutuhkan oksigen terlarut yang diperoleh dari fotosintesis dengan
memanfaatkan CO2 dan H2O.
