Proses pengolahan kimia digunakan dalam instalasi air bersih dan IPAL (Instalasi Pengolahan Air Limbah). Pengolahan secara kimia pada IPAL biasanya digunakan untuk netralisasi limbah asam maupun basa, memperbaiki proses pemisahan lumpur, memisahkan padatan yang tak terlarut, mengurangi konsentrasi minyak dan lemak, meningkatkan efisiensi instalasi flotasi dan filtrasi, serta mengoksidasi warna dan racun.

Beberapa kelebihan proses pengolahan kimia antara lain dapat menangani hampir seluruh polutan anorganik, tidak terpengaruh oleh polutan yang beracun atau toksik, dan tidak tergantung pada perubahan konsentrasi. Namun, pengolahan kimia dapat meningkatkan jumlah garam pada effluent dan meningkatkan jumlah lumpur.

Netralisasi

Netralisasi adalah reaksi antara asam dan basa menghasilkan air dan garam. Dalam pengolahan air limbah, pH diatur antara 6,0 – 9,5. Di luar kisaran pH tersebut, air limbah akan bersifat racun bagi kehidupan air, termasuk bakteri.

Jenis bahan kimia yang ditambahkan tergantung pada jenis dan jumlah air limbah serta kondisi lingkungan setempat. Netralisasi air limbah yang bersifat asam dapat menambahkan Ca(OH)₂ atau NaOH, sedangkan bersifat basa dapat menambahkan H₂SO₄, HCl, HNO₃, H₃PO₄, atau CO₂ yang bersumber dari flue gas.

Netralisasi dapat dilakukan dengan dua system, yaitu: batch atau continue, tergantung pada aliran air limbah. Netralsasi sistem batch biasanya digunakan jika aliran sedikit dan kualitas air buangan cukup tinggi. Netralisasi sistem continue digunakan jika laju aliran besar sehingga perlu dilengkapi dengan alat kontrol otomatis.

Presipitasi

Presipitasi adalah pengurangan bahan-bahan terlarut dengan cara penambahan bahan-bahan kimia terlarut yang menyebabkan terbentuknya padatan-padatan. Dalam pengolahan air limbah, presipitasi digunakan untuk menghilangkan logam berat, sufat, fluorida, dan fosfat. Senyawa kimia yang biasa digunakan adalah lime, dikombinasikan dengan kalsium klorida, magnesium klorida, alumunium klorida, dan garam – garam besi.

Adanya complexing agent, misalnya NTA (Nitrilo Triacetic Acid) atau EDTA (Ethylene Diamine Tetraacetic Acid), menyebabkan presipitasi tidak dapat terjadi. Oleh karena itu, kedua senyawa tersebut harus dihancurkan sebelum proses presipitasi akhir dari seluruh aliran, dengan penambahan garam besi dan polimer khusus atau gugus sulfida yang memiliki karakteristik pengendapan yang baik

Pengendapan fosfat, terutama pada limbah domestik, dilakukan untuk mencegah eutrophication dari permukaan. Presipitasi fosfat dari sewage dapat dilakukan dengan beberapa metode, yaitu penambahan slaked lime, garam besi, atau garam alumunium.

Koagulasi dan Flokulasi

Proses koagulasi dan flokulasi adalah konversi dari polutan-polutan yang tersuspensi koloid yang sangat halus didalam air limbah, menjadi gumpalan-gumpalan yang dapat diendapkan, disaring, atau diapungkan.

Partikel koloid sangat sulit diendapkan dan merupakan bagian yang besar dalam polutan serta menyebabkan kekeruhan. Untuk memisahkannya, koloid harus diubah menjadi partikel yang berukuran lebih besar melalui proses koagulasi dan flokulasi. Koagulasi dann flokulasi dapat dilakukan melalui beberapa tahapan proses, yaitu:

1. Penambahan koagulan/flokulan disertai pengadukan dengan kecepatan tinggi dalam waktu singkat.
2. Destabilisasi dari system koloid
3. Penggumpalan partikel yang telah mengalami destabilitasi sehingga terbentuk microfloc.
4. Penggumpalan lanjutan untuk menghasilkan macrofloc yang dapat diendapkan, disaring, dan diapungkan.

Destabilisasi biasanya dilakukan dengan penambahan bahan-bahan kimia yang dapat mengurangi daya penolakan karena mekanisme pengikatan dan absobsi. Berkurangnya daya penolakan biasanya akan diikuti dengan penggumpalan koloid yang telah netral secara elektrostatik, yang akan menghasilkan berbagai gaya yang bekerja di antara partikel hingga terjadi kontak satu sama lain.

Koagulasi

Secara garis besar, hal-hal penting mengenai proses koagulasi dapat diringkas sebagai berikut:

1. koagulasi bertujuan untuk membuat gumpalan-gumpalan yang lebih besar dengan penambahan bahan-bahan kimia, misalnya Al₂SO₄, Fe₂Cl₃, Fe₂SO₄, PAC, dan sebagainya.
2. Dasar-dasar perencanaan koagulasi adalah sebagai berikut.
   • Untuk kemudahan operasi dan perawatan, digunakan inline mixer
   • Waktu tinggal untuk reaksi adalah 30 detik – 2 menit
   • Flash mixer digunakan dengan kecepatan 250 rpm atau lebih
   • Mixer yang digunakan dapat berupa mixer jenis turbine a propeller
   • Bahan shaft adalah baja tahan karat.
   • Penggunaan bahan kimia bervariasi dari 50 ppm – 300 ppm
   • Sangat disarankan untuk melakukan percobaan laboratorium terlebih dahulu.
   • Jenis dosing pump yang digunakan adalah positive displacem (screw, membrane, peristaltic).

Flokulasi

1. Flokulasi bertujuan untuk membuat gumpalan yang lebih besardan pada gumpalan terbentuk selama koagulasi dengan penambahan polimer, misalnya polimer kationik dan anionic yang beredar dipasar dengan nama – nama alliwd koloid, praestol, kurifloc, dan diafloc.
2. Dasar-dasar perencanaan untuk flokulasi adalah sebagai berikut.

   • Untuk kemudahan pengoperasian dan perawatan, digunakan sta mixer

   • Waktu tinggal untuk reaksi biasanya antara 20 – 30 menit

   • Slow mixer digunakan dengankecepatan antara 20 -60 rpm

   • Jenis impeller dapat berupa paddle atau turbine

   • Materi shaft sebaiknya baja tahan karat

   • Penggunaan bahan kimia antara 2 mg -5 mg / liter

   • Sangat disarankan untuk melakukan percobaan laboratorium terlebih dahulu

   • Jenis dosing pump yang akan digunakan adalah positive dispmaceme (screw, membrane, peristaltic).

Sumber: http://ans-olahlimbah.blogspot.co.id/2013/02/proses-pengolahan-limbah-secara-kimia.html