3. modul 09 teknologi pengolahan sampah

8/16/2019 3. Modul 09 Teknologi Pengolahan Sampah

1/70

MODUL 09TEKNOLOGI PENGOLAHAN

SAMPAH

K E M E N T E R I A N P E K E R J A A N U M U M

D I R E K T O R A T J E N D E R A L C I P T A K A R Y A

DIREKTORAT PENGEMBANGAN PENYEHATAN LINGKUNGAN PERMUKIMAN

BAHAN AJAR

DISEMINASI DAN SOSIALISASI KETEKNIKAN

BIDANG PLP SEKTOR PERSAMPAHAN


2/70


3/70

i

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI .................................................................................................................. i

DAFTAR GAMBAR .................................................................................................... ii

DAFTAR TABEL ........................................................................................................ iii

1. PENGOLAHAN SAMPAH .......................................................................... 617

2. SKALA PENGOLAHAN SAMPAH ............................................................ 619

3. TEKNOLOGI PENGOLAHAN SAMPAH .................................................. 621

3.1. Teknologi Pemilahan ............................................................................. 622

3.2. Anaerobik Digester ............................................................................... 628

3.3. Composting (pengomposan): ................................................................. 631

3.4. Insinerasi (Pembakaran) ........................................................................ 639

3.5. Pirolisis dan Gasifikasi .......................................................................... 641

3.6. Daur Ulang Sampah .............................................................................. 646

3.7. Stasiun Peralihan Antara (SPA) ............................................................ 649

3.8.

Tempat Pengolahan Sampah Terpadu (TPST)/IPST ............................. 660

3.9. Intermediate Treatment Facility (ITF) .................................................. 674

3.10. Teknologi Pengolahan Plastik ........................................................... 675

3.11. Pengolahan Sampah Kertas ............................................................... 678


4/70

ii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2. 1 Pengolahan skala individu ................................................................................... 619

Gambar 2. 2Proses pengolahan skala kawasan ......................................................................... 620

Gambar 2. 3 Proses pengolahan sampah kota........................................................................... 620

Gambar 3. 1 Contoh pemilahan sampah di German pada tahun 1893 ...................................... 622

Gambar 3. 2 Pemilahan sampah secara manual ........................................................................ 623

Gambar 3. 3 Magnetic Separation dan Mechanical Shredding, contoh teknologi pemilahan

sampah secara mekanis ............................................................................................................. 623

Gambar 3. 4 Skema pengolahan mekanis dengan MBT ........................................................... 624

Gambar 3. 5 Skema pengolahan biologis dalam MBT ............................................................. 625

Gambar 3. 6 Skema integrasi pengolahan mekanis dan biologis dalam MBT .......................... 626

Gambar 3. 7 Tahap pengolahan mekanis dalam MBT .............................................................. 627

Gambar 3. 8 Tahap aerated heaps pada MBT ........................................................................... 627

Gambar 3. 9 Sampah yang dapat dikomposkan ........................................................................ 632

Gambar 3. 10 Aerobic composting ............................................................................................ 633

Gambar 3. 11 Pengayakan kompos ........................................................................................... 637

Gambar 3. 12Unit-unit pada insinerator skala kota ................................................................... 641

Gambar 3. 13Skema perbedaan pirolisis, gasifikasi, dan pembakaran ..................................... 642

Gambar 3. 14Berbagai jenis gasifier ......................................................................................... 645

Gambar 3. 15 Hirarki pengelolaan sampah ............................................................................... 646

Gambar 3. 16 Analisis kelayakan pembangunan SPA skala kawasan ...................................... 651

Gambar 3. 17 Contoh denah SPA skala kawasan ..................................................................... 655

Gambar 3. 18 Contoh tampak samping SPA skala kawasan ..................................................... 655

Gambar 3. 19 Mekanisme penanganan sampah di SPA skala kawasan .................................... 656

Gambar 3. 20 Contoh salah satu model pengolahan sampah di TPST ...................................... 662


5/70

iii

DAFTAR TABEL

Tabel 3. 1 Kelebihan dan kelemahan alternatif sistem pengolahan sampah ............................ 621

Tabel 3. 2 Perbandingan pengomposan aerob dan anaerob ...................................................... 634

Tabel 3. 3 Standar kualitas kompos .......................................................................................... 638

Tabel 3. 4 Cakupan pelayanan SPA skala kawasan .................................................................. 651

Tabel 3. 5 Kebutuhan luas lahan SPA ....................................................................................... 652

Tabel 3. 6 Alternatif model pengolahan lindi di SPA skala kawasan ....................................... 653

Tabel 3. 7 Kebutuhan tenaga kerja SPA skala kawasan ............................................................ 658

Tabel 3. 8 Rekapitulasi pedoman teknis pembangunan SPA skala kawasan ............................ 659

Tabel 3. 9 Contoh bahan, operasi, serta kebutuhan peralatan dalam TPST .............................. 662

Tabel 3. 10 Luas TPS dan volume kontainer yang digunakan .................................................. 669

Tabel 3. 11 Luas lahan untuk kontainer .................................................................................... 669

Tabel 3. 12 Dimensi bak penimbunan ....................................................................................... 670

Tabel 3. 13 Kebutuhan composting dengan aerobic windrow composting untuk 1m3 sampah

imput/jam .................................................................................................................................. 673

Tabel 3. 14 Kebutuhan lahan fasilitas daur ulang dan composting dengan anaerobic facultativeuntuk 1m

3 sampah input/jam ..................................................................................................... 674

Tabel 3. 15 Jenis, sumber dan produk daur ulang sampah kertas.............................................. 678


6/70

iv


7/70

617

TEKNOLOGI PENGOLAHAN SAMPAH

1. PENGOLAHAN SAMPAH

Pengolahan sampah merupakan bagian dari penanganan sampah dan menurut UU Nomor 81

Tahun 2008 didefinisikan sebagai proses perubahan bentuk sampah dengan mengubah

karakteristik, komposisi, dan jumlah sampah. Pengolahan sampah merupakan kegiatan yang

dimaksudkan untuk mengurangi jumlah sampah, disamping memanfaatkan nilai yang masihterkandung dalam sampah itu sendiri, baik berupa bahan daur ulang, produk lain, maupun

energi. Pengolahan sampah yang pada umumnya dilakukan dapat berupa pengomposan,

recycling/daur ulang, pembakaran (insinersi), dan lain-lain. Menurut PP Nomor 81 Tahun 2012

Pasal 16, pengolahan sampah meliputi beberapa hal sebagai berikut.

a. Pemadatan

b. Pengomposan

c. Daur ulang material dan/atau

d. Daur ulang energi

Teknologi pengolahan sampah yang saat ini berkembang dan sangat dianjurkan bertujuan bukanhanya untuk memusnahkan sampah tetapi juga untuk me-recovery bahan dan/atau enersi yang

terkandung di dalamnya. Pemanfaatan enersi merupakan salah satu teknologi yang paling

banyak dikembangkan dan diterapkan, khususnya dalam bentuk teknologi waste-to-energy,

yang menghasilkan enersi panas atau gas-bio yang berhasil dikeluarkan untuk kebutuhan enersi

terbarukan (Damanhuri & Tri Padmi, 2010).

Pengolahan secara umum merupakan proses transformasi sampah baik secara fisik, kimia,

maupun biologi. Masing masing definisi dari proses transformasi tersebut dapat dijelaskan

sebagai berikut.

a. Transformasi Fisik

Perubahan sampah secara fisik melalui beberapa metoda atau cara yaitu :

- Pemisahan komponen sampah: dilakukan secara manual atau mekanis. Sampa yang bersifat

heterogen dipisahkan menjadi komponen- komponennya, sehingga bersifat lebih homogen.

Langkah ini dilakukan untuk keperluan daur ulang. Demikian pula sampah yang bersifat

berbahaya dan beracun (misalnya sampah laboratorium berupa sisa-sisa zat kimia) sedapat

mungkin dipisahkan dari jenis sampah lainnya, untuk kemudian diangkut ke tempat

pembuangan khusus.

- Mengurangi volume sampah dengan pemadatan atau kompaksi. Dilakukan dengan

tekanan/kompaksi. Tujuan dari kegiatan ini adalah untuk menekan kebutuhan ruangsehingga mempermudah penyimpanan, pengangkutan, dan pembuangan. Reduksi volume


8/70


9/70

619

atau lumpur). Humus/lumpur/kompos yang dihasilkan sebaiknya distabilisasi terlebih

dahulu secara aerobik sebelum digunakan sebagai kondisioner tanah.

Tujuan akhir pengolahan sampah secara mekanikal-biologis

1. Penurunan volume sampah yang akan ditimbun di landfill

- Untuk mengurangi kebutuhan kapasitas landfill dan untuk memperpanjang usia pakai

landfill

2. Penurunan aktivitas biologis

- Pengurangan fraksi limbah biologis dapat meminimalkan produksi gas yang tidak

terkontrol.

3. Pengurangan substansi yang berbahaya

- Mengantisipasi adanya substansi berbahaya yang dapat mencemari air tanah bila lindi

tidak terkumpul atau terkelola dengan baik.

4. Mengurangi kandungan air yang masuk ke dalam landfill

5. Mengurangi pengendapan yang dapat terjadi di landfill

6. Recovery material dan energi

- Pengolahan sampah sebisa mungkin menghasilkan energi contohnya biogas

7. Pengurangan biaya operasional dan post-operation landfill

8. Meningkatkan kestabilan landfill

- Tidak diperlukan sistem pengumpul gas dan mengurangi potensi pencmaran

lingkungan akibat lindi

2. SKALA PENGOLAHAN SAMPAH

Berdasarkan metoda pengolahan dan tanggung jawab pengelolaan maka skala pengolahan

dapat dibedakan atas beberapa skala yaitu :

• Skala individu; yaitu pengolahan yang dilakukan oleh penghasil sampah secara langsung di

sumbernya (rumah tangga/kantor). Contoh pengolahan pada skala individu ini adalahpemilahan sampah atau komposting skala individu.

Gambar 2. 1 Pengolahan skala individu

Pemilahan sampah Proses komposting


10/70

620

• Skala kawasan: yaitu pengolahan yang dilakukan untuk melayani suatu lingkungan/ kawasan

(perumahan, perkantoran, pasar,dll). Lokasi pengolahan skala kawasan dilakukan di TPST

(Tempat Pengolahan Sampah Terpadu). Proses yang dilakukan pada TPST umumnya berupa

: pemilahan, pencacahan sampah organik, pengomposan, penyaringan kompos, pengepakan

kompos, dan pencacahan plastik untuk daur ulang.

Gambar 2. 2 Proses pengolahan skala kawasan

• Skala kota; yaitu pengolahan yang dilakukan untuk melayani sebagian atau seluruh

wilayah kota dan dikelola oleh pengelola kebersihan kota. Lokasi pengolahan dilakukan di

Instalasi Pengolahan Sampah Terpadu (IPST) yang umumnya menggunakan bantuan

peralatan mekanis.

Gambar 2. 3 Proses pengolahan sampah kota

Pemilahan sampah Proses komposting

Lokasi MRF skala kota Proses komposting skala kota


11/70

621

3. TEKNOLOGI PENGOLAHAN SAMPAH

Terdapat beberapa teknologi pengolahan yang dapat diterapkan. Berdasarkan SNI 19-2454-2002

tentang Tata cara teknik operasional pengelolaan sampah perkotaan, teknik pengolahan sampah,

terdapat beberapa teknik pengolahan sampah, antara lain:

1. Pengomposan

a. Berdasarkan kapasitas (individual, komunal, skala lingkungan)

b. Berdasarkan proses (alami, biologis dengan cacing, biologis dengan mikro organismetambahan)

2. Insinerasi yang berwawasan lingkungan

3. Daur ulang

a. Sampah an organic disesuaikan dengan jenis sampah

b. Menggunakan kembali sampah organic sebagai makanan ternak

4. Pengurangan volume sampah dengan pencacahan atau pemadatan

5. Biogasifikasi (pemanfataan energi hasil pengolahan sampah)

Damanhuri & Tri Padmi (2010) menyebutkan kelebihan dan kelemahan beberapa tekonologi

pengolahan sampah, seperti yang tertera pada Tabel 3.1.

Tabel 3. 1 Kelebihan dan kelemahan alternatif sistem pengolahan sampah (Damanhuri & Tri

Padmi, 2010)

Jenis pengolahan Kelebihan Kelemahan Catatan Composting

(pengomposan):

High rate (modern)

- Proses pengomposan

lebih cepat

- Volume sampah yang

terbuang berkurang

- Memerlukan

peralatan lebih

banyak dan kompleks

- Biaya investasi mahal

- Harga kompos yang

dihasilkan lebih

mahal daripada

pupuk kimia

- Biaya operasi lebih

tinggi dari harga jual

Windrow composting

(sederhana)

- Tidak memerlukan

banyak peralatan - Sesuai untuk sampah

yang banyak

mengandung unsur

organik

- Volume sampah yang

terbuang berkurang

- Biaya investasi lebih

murah

- Perlu perawatan yang

baik dan kontinu - Proses pengomposan

lebih lama

- Memerlukan tenaga

lebih banyak

Pemadatan - Volume sampah yangterbuang dapat

dikurangi - Praktis/efisien dalam

pengangkutan ke TPA

- Biaya investasi,

operasi, dan

pemeliharaan realtifmahal

- Dianjurkan bila

jarak ke pemrosesan

akhir lebih dari 25km.


12/70

622

Jenis pengolahan Kelebihan Kelemahan Catatan Insinerasi (Pembakaran) - Untuk kapasitas besar

hasil sampingan dari

pembakaran dapat

dimanfaatkan antara

lain untuk

pembangkitan tenaga

listrik

- Volume sampah

menjadi sangat

berkurang

- Hygienis

- Biaya investasi dan

operasi mahal

- Dapat menimbulkan

polusi udara

Ada 2 (dua) tipe:

- Sistem pembakaran

berkesinambungan

untuk kapasitas

besar (>100

ton/hari)

- Sistem pembakaran

terputus untuk

kapasitas kecil

(


13/70

623

Seiring perkembangan jaman, proses pemilahan sampah tidak lagi dilakukan secara manual,

tetapi menggunakan mesin atau dilakukan secara mekanik.

Gambar 3. 2 Pemilahan sampah secara manual

Gambar 3. 3 Magnetic Separation dan Mechanical Shredding, contoh teknologi pemilahan

sampah secara mekanis

Pada perkembangannya, pemilahan sampah secara mekanis dilakukan secara terintegrasi dalam

suatu unit pemilahan mekanis. Tidak jarang, pengolahan secara mekanis tersebut berlanjutdengan pengolahan biologis. Integrasi pengolahan mekanis dan biologis ini dikenal dengan

teknologi Mechanical Biological Treatment (MBT).

Mechanical Biological Treatment (MBT).

MBT merupakan integrasi dari proses pengolahan biologis dan mekanis. Berikut disajikan

skema pengolahan mekanis, skema pengolahan biologis dan integrasi dari kedua pengolahan

tersebut.


14/70

624

Gambar 3. 4 Skema pengolahan mekanis dengan MBT


15/70

625

Gambar 3. 5 Skema pengolahan biologis dalam MBT


16/70

626

Gambar 3. 6 Skema integrasi pengolahan mekanis dan biologis dalam MBT

Prinsip kerja dari MBT adalah pemilahan material dengan beberapa tujuan, yaitu:

• Memisahkan material untuk recovery energi

• Memisahkan material untuk recovery material

• Memisahkan material untuk mempermudah proses pengolahan biologis

Setelah mengalami pemisahan, material-material tersebut akan mengalami dua proses dasar

pengolahan yaitu stabilisasi dan pengeringan sampah untuk recovery energi dan pengolahan

sampah untuk mengurangi emisi yang akan ditimbulkan landfill. MBT menerapkan system

pengolahan yang berbeda untuk setiap tipe material sampah. Sampah dengan kandungan air

yang tinggi akan mengalami proses pengolahan biologis dengan tahapan aerated windrow heap

composting. Sedangkan pada tahap mekanik, tipe material ini akan melalui proses shredder,

sieving drum, magnetic separator, dan sorting. Material dengan kandungan air yang rendah akan

mengalami tahap mekanis terlebih dahulu sebelum menjalani proses pengolahan secara biologis.

Proses mekanis yang dilalui berupa sieving drum, magnetic separator, sorting cabin. Sedangkanproses biologisnya tetap menggunakan aerated windrow heap composting.


17/70

627

Gambar 3. 7 Tahap pengolahan mekanis dalam MBT

Gambar 3. 8 Tahap aerated heaps pada MBT

Sebagai teknologi pra-treatment sampah, MBT menawarkan beberapa keuntungan, antara lain

sebagai berikut.

1. Menurunkan besar timbulan sampah lebih dari 50%

2. Meningkatkan usia pakai landfill hingga 3-4 kali

3. Menurunkan aktivitas biolgis hingga lebih dari 90%

4. Mengurangi potensi emisi landfill hingga lebih dari 90% (gas dan lindi yang dihasilkan oleh

landfill menurun)

5. Mengurangi kandungan air

6. Mengurangi aktivitas pengendapan

7. Recovery material dan energy


18/70

628

8. Mengurangi biaya operasional dan post-operasional

9. Mempermudah operasional landfill

10. Memiliki proses operasional dan control yang sederhana

11. Meningkatkan kestabilan landfill

3.2. Anaerobik Digester

Proses anaerob adalah proses pengolahan secara biologi yang terjadi tanpa kehadiran oksigen.Pengolahan secara anaerob dilakukan oleh mikroorganisme fakultatif dan obligat anaerob,

dimana tanpa kehadiran oksigen akan mengubah senyawa organic menjadi gas sebagai hasil

akhir semacam karbondioksida dan metana. Pada proses anaerob yang menjadi akseptor

electron adalah senyawa organic dari perubahan organic menjadi CH4. Fermentasi anaerob

membutuhkan organisme lain dalam mendegradasi senyawa organic menjadi metan karena

terbatasnya jumlah substratyang dikatabolisme oleh bakteri metanogen (Sawatdeenarunat,

2006).

Anaerobic digestion (AD) serupa dengan pengomposan tetapi dalam kondisi tanpa oksigen.

Terdapat berbagai variasi anaerobic digestion yang meliputi (Juniper, 2005):• Proses kering (penambahan air minimal) dan basah (suspense atau slurry)

• Proses mesofilik (35o) dan termofilik (55

oC)

• Proses satu tahap dan dua tahap

• Perkolasi, hidrolisis dan fermentasi dari fasa yang mengandung air

• Proses interval (aerobic-anaerobik-aerobik)

Digestion dibagi menjadi dua kelompok berdasarkan kandungan airnya, yaitu fermentasi kering

dengan kadar padatan terlarut > 25% dan fermentasi basah dengan kadar padatan terlarut


19/70

629

Untuk melakukan pengolahan sampah dengan metode anaerobic digestion, terdapat beberapa

faktor yang harus diperhatikan, antara lain ketersediaan oksigen, kadar air, ukuran dan densitas,

temperature, pH dan alkalinitas, rasion C/N, kelembaban, toksisitas, dan logam berat.

Ketersediaan Oksigen

Bakteri metanogen adalah bakteri strict anaerob, makan kehadiran O2 akan mengganggu proses

dan merupakan inhibitor.

Kadar Air

Kadar air sangat berpengaruh dalam proses dekomposisi secara biologi. Selain itu juga dapat

menstimulasi pertumbuhan bakteri dan proses metanogenesis. Kurva yang terbentuk akan

cenderung naik pada tahap hidrolisis kemudian menurun dan stabil. Kadar air yang rendah akan

menghambat proses degradasi karena mikroorganisme yang ada di dalam reactor akan lebih

banyak tertutup oleh air dibandingkan udara sehingga akan menciptakan suasana anaerob.

Ukuran dan Densitas

Kecepatan dekomposisi tergantung dari rasio luas permukaan terhadap volume. Semakin besarrasio, berarti ukuran semakin kecil, maka dekomposisi semakin cepat. Jika dekomposisi

berlangsung cepat, maka pembentukan gas CH4 akan semakin cepat pula.

Temperatur

Temperatur merupakan parameter proses yang sangat penting. Bakteri anaerob bertahan hidup

dari temperature beku hingga 70oC, tetapi berkembang dengan baik pada kondisi mesofilik

(25oC – 40

oC, optimum pada 35

oC) atau dalam kondisi termofilik (50

oC-65

oC, optimum pada <

55oC). Bakteri metan tumbuh baik pada temperature mesofilik (30

oC-40

oC) maupun termofilik

(45oC-55

oC). Kecepatan reaksi mikroorganisme menurun pada range diantara kedua

temperature optimum tersebut.

Sebagian besar digester anaerob dioperasikan pada temperature mesofilik, tapi proses

metanogenesis juga dapat terjadi pada temperature terendah, 4oC. Menjaga temperature agar

konstan lebih penting daripada menjaga temperature yang memberikan laju maksimum dalam

proses metanogenesis karena penyesuaian bakteri matanogen terhadap perubahan kondisi lebih

lambat dari pada bakteri asidogen. Hal tersebut menyebabkan akumulasi produk asam-asam

organic. Akibatnya akan terjadi ketidakseimbangan yang dapat menjurus pada kegagalan proses.

pH dan Alkalinitas

pH merupakan variable utama yang harus diatur dan dijaga. pH digester yang diperbolehkan

sekitar 5,5-8,5. Namun, bakteri metanogen hanya dapat hidup pada pH 6,7-7,4 (Buekens, 2005).

Komposisi maupun kecepatan produksi dipengaruhi oleh perubahan dalam pH digester.


20/70

630

Sebagian besar mikroorganisme tumbuh di bawah pH netral karena nilai pH yang lain berakibat

tidak baik pada metabolism dengan merubah kesetimbangan kimia dari reaksi enzimatik atau

dengan merusak enzim mikroorganisme kelompok metanogen yang paling sensitive terhadap

pH.

Pada dasarnya alkalinitas menyatakan jumlah total asam yang dapat dinetralkan oleh basa yang

ditambahkan ke dalam system. Jika konsentrasi asam volatile naik, pH dibuffer oleh alkalinitasbikarbonat. Dengan demiian nilai alkalinitas yang rendah dalam reactor anaerob bukan

merupakan factor yang aman bila terjadi peningkatan konsentrasi asam volatile. Untuk

mengontrol alkalinitas dan pH dilakukan penambahan bahan-bahan alkali seperti kapur, Na2CO3

atau NaOH ke dalam reaktor.

Rasio C/N

Rasio C/N yang optimum untuk proses anaerob adalah 30. Range rasio C/N optimum untuk

pembentukan metan 20-35%, sedangkan rasio C/P ideal hanya 150 (Oktaviani, 2008). Jika

kandungan substrat diukur sebagai COD, maka seringkali dinyatakan bahwa rasio COD:N:P

pada air limbah yang akan diolah harus mendekati 250:5:1 untuk pengolahan anaerobic (Metcalfand Eddy, 1991).

Kelembaban

Disamping merupakan kebutuhan mikroorganisme, kelembaban juga dibutuhkan untuk

mengencerkan cairan nutrisi dan mendistribusikan nutrisi dalam timbunan sampah. Disamping

itu, laju produksi gasbio akan bertambah dengan bertambahnya kelembaban. Peningkatan laju

produksi gasbio sangat berarti pada kandungan kelembaban sekitar 60-70% dan cenderung

menurun pada level yang lebih tinggi.

ToksisitasProses digesti dihambat oeh tingkat toksik dari berbagai zat. Indikator paling sensitif dari

toksisitas adalah produksi metan, selain peningkatan asam volatil. Senyawa yang dapat

mengganggu berlangsungnya proses anaerob itu antara lain adalah asam volatile, ammonia,

hydrogen sulfide, logam berat, dan salinitas (Grady & Lin, 1990)

Logam berat

Kehadiran logam, terutama logam berat dalam tanah dan air tanah patut mendapatkan perhatian

yang serius paling tidak karena hal-hal berikut.

• Sifat racun logam dan potensial karsinogeniknya

• Mobilitas dalam tanah bisa dengan cepat berubah, dari yang tadinya immobile atau dalam

bentuk logamnya menjadi bentuk terlarut dalam spesies yang dengan mudah dapat berubah.


21/70

631

• Logam mempunyai sifat konservatif dan cenderung kumulatif dalam tubuh manusia.

3.3. Composting (pengomposan):

Kompos didefinisikan sejenis pupuk organik, dimana kandungan unsur N, P dan K yang tidak

terlalu tinggi , hal ini membedakan kompos dengan pupuk buatan. Kompos sangat banyak

mengandung unsur hara mikro yang berfungsi membantu memperbaiki struktur tanah dengan

meningkatkan porositas tanah sehingga tanah menjadi gembur dan lebih mampu menyimpan

air (Tchobanoglous et al.,1993). Adapun manfaat dari kompos adalah :

Memperbaiki struktur tanah;

- Sebagai bahan baku pupuk organik;

- Sebagai media remediasi tanah yang tercemar (pemulih tanah akibat pencemaran bahan

kimia yang toxic terhadap mikroba tanah);

- Meningkatkan oksigen dalam tanah;

- Menjaga kesuburan tanah;

- Mengurangi kebutuhan pupuk inorganik.

Cara atau metoda untuk membuat kompos adalah proses komposting. Proses komposting ini

merupakan proses dengan memanfaatkan proses biologis yaitu pengembangan massa mikroba

yang dapat tumbuh selama proses terjadi. Metoda ini adalah proses biologi yang

mendekomposisi sampah (terutama sampah organic yang basah) menjadi kompos karena

adanya interaksi kompleks dari organisme yang terdapat secara alami. Berdasarkan prinsip

proses biologis ini, maka karakteristik dari mikroba menjadi penting untuk diperhatikan. Jenis

mikroba yang dimaksud adalah jenis mikroba yang diklasifikasikan dari cara hidupnya, yaitu :

- Mikroba anarobik (yaitu mikroba yang hidup tanpa oksigen); jenis mikroba ini juga dibagi

dalam 2 jenis, yaitu: mesofilik (hidup pada temperature 20-40oC), dan thermophilic (hiduppada temperature 45-70

oC)

- Mikroba aerobic adalah mikroba yang hanya dapat hidup dengan adanya oksigen. Sama

dengan mikroba anaerobic berdasarkan fluktuasi kondisi suhu di dalam tumpukan kompos

dapat dibedakan menjadi mesophilic dan thermophilic.

Proses komposting merupakan suatu proses yang paling relatif mudah dan murah, serta

menimbulkan dampak lingkungan yang paling rendah. Proses ini hampir sama dengan

pembusukan secara lamiah, dimana berbagai jenis mikroorganisme berperan secara serentak

dalam habitatnya masing-masing. Makanan untuk mikorooganisme adalah sampah, sedangkan

suplai udara dan air diatur dalam proses komposting ini.


22/70

632

Jenis sampah sangat mempengaruhi proses composting ini. Sampah yang dapat dikomposkan

adalah sampah organik atau sering disebut sampah basah adalah jenis sampah yang berasal

dari jasad hidup sehingga mudah membusuk dan dapat hancur secara alami. Contohnya

adalah sayuran, daging, ikan, nasi, ampas perasan kelapa, dan potongan rumput /daun/

ranting dari kebun.

Gambar 3. 9 Sampah yang dapat dikomposkan (ESP, USAID)

Berdasarkan teknologi proses, pengolahan kompos dapat dibedakan menjadi komposting

aerobik dan anaerobik.

a. Komposting aerobik

Komposting aerobik, adalah komposting yang menggunakan oksigen dan memanfaatkan

respiratory metabolism, dimana mikroorganisme yang menghasilkan energi karena adanya

aktivitas enzim yang membantu transport elektron dari elektron donor menuju external

electron acceptor adalah oksigen.

Reaksi yang terjadi :

Ada beberapa metoda atau teknologi proses komposting secara aerobik, yaitu:

ℎ + + → + + + + + +


23/70

633

1. Windrow composting didefinisikan sebagai sistem terbuka, pemberian oksigen secara

alamiah, dengan pengadukan/pembalikan, dibutuhkan penyiraman air untuk menjaga

kelembabannya.

2. Aerated static pile composting memiliki pengertian sistem composting dengan

menggunakan pipa berlubang yang berfungsi untuk mengalirkan udara. Proses composting

diatur melalui pengaliran oksigen. Bila temperature terlalu tinggi, aliran oksigen

dihentikan, sementara bila temperature turun aliran oksigen ditambah

Gambar 3. 10 Aerobic composting

Keuntungan :

- Biaya relatif murah untuk windrow komposting

- Proses lebih sederhana dan cepat (khususnya yang menggunakan aerasi mekanis)

- Dapat dibuat dalam skala kecil dan mobile (in-vessel composting) Sehingga dapat dibuat

dalam bentuk modul-modul)

Kerugian :

- Masih menimbulkan dampak negatif berupa bau, lalat, cacing dan rodent, serta air

leachate

- Operasional kontrol temperatur dan kelembaban sulit, karena kontak langsung dengan udarabebas, sering tidak mencapai kondisi optimal

- Membutuhkan lahan yang luas untuk sistem windrow composting, karena proses

pengomposan sampai pematangan membutuhkan waktu minimal 60 hari.

b. Komposting anaerobik

Proses komposting tanpa menggunakan oksigen. Bakteri yang berperan adalah bakteri

obligate anaerobik. Proses berlangsung dengan reaksi sebagai berikut :

ℎ + + → + + + + + +

Windrow composting Aerated static pile


24/70

634

Dalam proses ini terdapat potensi hasil sampingan yang cukup mempunyai arti secara

ekonomis yaitu gas bio, yang merupakan sumber energi alternatif yang sangat potensial.

Berdasarkan pendekatan waste to energy (WTE) diketahui bahwa 1 ton sampah organik dapat

menghasilkan 403 Kwh listrik.

Keuntungan :

- Tidak membutuhkan energi, tetapi justru menghasilkan energi

- Dalam tangki tertutup sehingga tedak menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan

Kerugian :

- Untuk pemanfaatan biogas dibutuhkan kapasitas yang besar karena factor skala ekonomis

sehingga kurang cocok diterapkan pada suatu kawasan kecil.

- Biaya lebih mahal, karena harus dalam reaktor yang tertutup.

Pengomposan aerobik lebih banyak dilakukan karena tidak menimbulkan bau, waktu

pengomposan lebih cepat, temperatur proses pembuatannya tinggi sehingga dapat membunuh

bakteri patogen dan telur cacing, sehingga kompos yang dihasilkan lebih higienis. Dalam

produk akhir, materi organik belumlah dapat dikatakan stabil, namun dapat disebut stabil secara

biologis. Adapun perbedaan antara pengomposan secara aerob dan anerob ditunjukkan pada

Tabel 3.2 berikut (Damanhuri & Tri Padmi, 2010).

Tabel 3. 2 Perbandingan pengomposan aerob dan anaerob

No. Karakteristik Aerob Anaerob

1. Reaksi

pembentukannya

Eksotermis, butuh enersi luar,

dihasilkan panas

Endotermis, tidak butuh enersi

luar, dihasilkan gas bio sumber

enersi

2. Produk akhir Humus, CO2, H2O Lumpur, CO2, CH4 3. Reduksi volume Lebih dari 50% Lebih dari 50%

4. Waktu proses 20-30 hari 20-40 hari

5. Tujuan utama Reduksi volume Produksi enersi

6. Tujuan sampingan Produksi kompos Stabilisasi buangan

7. Estetika Tidak menimbulkan bau Menimbulkan bau

Untuk menunjang keberhasilan dalam proses komposting ada beberapa faktor yang perlu

diperhatikan dan sangat mempengaruhi berjalannya proses ini yaitu :

1. Kadar air, untuk menjaga aktivitas mikroorganisme. Kadar air berkisar antara 50-60%,

optimum 55%.2. Rasio C/N, dimana karbon (C) merupakan sumber energi bagi mikrooganisme, sedangkan


25/70


26/70

636

a. Pemilahan

Pada pengomposan, sampah dipilah dan bahan organik biodegradabel diproses menjadi kompos.

Ada beberapa metode pemilahan yaitu :

• Secara manual; dimana sampah dibongkar dan dipilah sepenuhnya dengan tenaga manusia.

• Secara semi mekanis yaitu dengan bantuan ban berjalan yang dibantu oleh petugas pemilah;

• Secara mekanis :

- Sampah berjalan diatas conveyor selanjutnya akan mengalami beberapa tahapan proses yaitu

- Pemisahan logam besi dengan menggunakan magnet

- Pemisahan sampah ringan dengan air separator

- Pemisahan organik dengan saringan putar (rotary screen) atau saringan getar

b. Pencacahan

Pencacahan ini berfungsi untuk memperbesar luas permukaan kontak dari sampah sehingga

mempercepat proses komposting.

Pencacahan pada skala kawasan

- Motor penggerak mesin cacah dihidupkan hingga stationer

- Sampah organik dituangkan ke dalam hopper hingga tercacah dan keluar dalam bentuk

serpihan dan ditampung untuk proses berikutnya

Pencacahan pada skala kota

- Sampah dituangkan ke lubang penerimaan (hopper)

- Dengan menggunakan conveyor, sampah dimasukkan kedalam mesin cacah (chrusher)

- Pencacahan dalam mesin dengan menggunakan penghancur (hammer)

- Sampah yang telah hancur berjalan melalui conveyor menuju proses selanjutnya.

c. Proses Komposting

Windrow composting :

- Sampah organik ditumpuk diatas lorong udara sampai ketinggian 1,5 m membentuk

lajur-lajur (row) dengan panjang sesuai rencana

- Aliran udara dari lorong akan menyediakan udara/oksigen bagi proses

- dekomposisi yg berlangsung

- Tumpukan sampah dibalik untuk menjaga agar kelembaban atau suhu selalu berada dalam

batas yang diijinkan

- Kompos akan terbentuk sekitar 5-6 minggu

- Proses pematangan kompos perlu waktu 1-2 minggu

Static pile composting :

- Sampah organik ditumpuk diatas lahan yang telah dilengkapi dengan sistem perpipaan

porous untuk penghawaan

- Aliran udara diberikan melalui perpipaan dengan bantuan blower


27/70

637

- Kompos akan terbentuk sekitar 3-4 minggu

- Proses pematangan kompos perlu waktu 1-2 minggu

d. Proses Pematangan

Hal lain yang perlu diperhatikan dalam composting adalah fase kematangan kompos.

Kematangan kompos didefinisikan sebagai keadaan antara bahan organic mentah dengan busuk

sempurna atau mati. Indikator yang biasanya digunakan sebagai indikasi kematangan kompos

adalah :

- Suhu, setelah beberapa lama dalam keadaan termofilik suhu akan menurun mendekati suhu

ruangan. Jika proses pengadukan tidak menyebabkan suhu meningkat kembali dan suhu

sudah stabil, maka dapat dianggap kompos mencapai kematangan.

- Rasio C/N, selama proses berlangsung rasio C/N akan mengalami penurunan. Standard

pengukuran kematangan kompos adalah rasio C/N ≤ 20.

- Bentuk fisik, secara sederhana untuk mengetahui kompos sudah matang atau tidak adalah

dari bentuk fisik yang menyerupai tanah.

- Bau, jika kompos diambil dalam dua genggaman tangan, dimasukkan dalam kantong plastik

dan diamkan selama 2 x 24 jam. Bila kantong palstik menggelembung dan panas atau waktu

kantong dibuka menimbulkan bau yang menyengat, maka kompos belum matang.

e. Pengayakan

Berfungsi untuk memisahkan sampah halus dan sampah kasar, serta berfungsi untuk

memisahkan antara sampah yang belum menjadi kompos dengan produk kompos.

Gambar 3. 11 Pengayakan kompos


28/70

638

Standar Kompos

Pengendalian mutu dari kompos sangat penting diperhatikan karena akan mempengaruhi kondisi

tanah dan tanaman yang akan menyerap unsur-unsur yang disediakan oleh kompos. Selain itu

kompos dibuat dari bahan seperti sampah dengan campuran lumpur dan kotoran sehingga

diharuskan ada quality control untuk mencegah adanya kontaminasi dari bahan berbahaya

yang terkandung dalam bahan baku pembuat kompos.

Tabel 3. 3 Standar kualitas kompos

No Parameter Satuan Minim Maks No Parameter Satuan Minim Maks

1 Kadar Air % ºC 50 17 Cobal (Co) mg/kg * 34

2 Temperatur Suhu air tanah 18 Chromium

(Cr)

mg/kg * 210

3 Warna Kehitaman 19 Tembaga

(Cu)

mg/kg * 100

4 Bau Berbau tanah 20 Mercuri (Hg) mg/kg 0,8

5 Ukuran Partikel mm 0,55 25 21 Nikel (Ni) mg/kg * 62

6 Kemampuan

Ikat Air

% 58 22 Timbal (Pb) mg/kg * 150

7 pH 6,80 7,49 23 Selenium (Se) mg/kg * 2

8 Bahan Asing % * 1,5 24 Seng (Zn) mg/kg * 500

Unsur Makro Unsur Lain

9 Bahan Organik % 27 58 25 Calsium % * 25,50

10 Nitrogen % 0,40 26 Magnesium

(Mg)

% * 0,60

11 Karbon % 9,80 32 27 Besi (Fe) % * 2,00

12 Phosfor (P205) % 0,10 28 Aluminium

(Al)

% 2,20

13 C/N-rasio 10 20 29 Mangan (Mn) % 0,10

14 Kalium (K20) % 0,20 * Bakteri

Unsur Mikro 30 Fecal Coli MPN/gr 1000

15 Arsen mg/kg * 13 31 Salmonella sp. MPN/4 gr 3

16 Cadmium (Cd) mg/kg * 3

Keterangan : * Nilainya lebih besar dari minimum atau lebih kecil dari maksimum


29/70

639

3.4. Insinerasi (Pembakaran)

Salah satu jenis pengolah sampah yang sering digunakan sebagai alternatif penanganan sampah

adalah insinerator. Teknologi insinerasi merupakan teknologi yang mengkonversi materi padat

(dalam hal ini sampah) menjadi materi gas (gas buang), serta materi padatan yang sulit terbakar,

yaitu abu (bottom ash) dan debu ( fly ash). Salah satu kelebihan yang dikembangkan terus dalam

teknologi terbaru dari insinerator ini adalah pemanfaatan enersi, sehingga nama insinerator

cenderung berubah seperti waste-to-energy, thermal converter (Vesiling & Rimer dalamDamanhuri & Tri Padmi, 2010). Meskipun teknologi ini mampu melakukan reduksi volume

sampah hingga 70%, namun teknologi insinerasi membutuhkan biaya investasi, operasi, dan

pemeliharaan yang cukup tinggi.

Insinerasi merupakan proses pengolahan buangan dengan cara pembakaran pada temperatur

yang sangat tinggi (>800ºC) untuk mereduksi sampah yang tergolong mudah terbakar

(combustible), yang sudah tidak dapat didaurulang lagi. Sasaran insinerasi adalah untuk

mereduksi massa dan volume buangan, membunuh bakteri dan virus dan meredukdi materi

kimia toksik, serta memudahkan penanganan limbah selanjutnya. Insinerasi dapat mengurangi

volume buangan padat domestik sampai 85-95 % dan pengurangan berat sampai 70-80 %.

Khusus untuk sampah kota, sebuah insinerator akan dianggap layak bila selama pembakarannya

tidak dibutuhkan subsidi enersi dari luar. Jadi sampah tersebut harus terbakar dengan sendirinya.

Sejenis sampah akan disebut layak untuk insinerator, bila mempunyai nilai kalor sebesar paling

tidak 1200 kcal/kg-kering. Untuk sampah kota di Indonesia, angka ini umumnya merupakan

ambang tertinggi. Disamping itu, sampah kota di Indonesia dikenal mempunyai kadar air yang

tinggi (sekitar 60 %), sehingga akan mempersulit untuk terbakar sendiri. Hambatan utama

penggunaan insinerator adalah kekhawatiran akan pencemaran udara (Damanhuri & Tri Padmi,

2010).

Terdapat 3 parameter utama dalam operasi insinerator yang harus diperhatikan, yaitu 3-T

(Temperature,Time, dan Turbulence) [Wilson, 1977]:

− Temperature (Suhu): Berkaitan dengan pasokan oksigen (melalui udara). Udara yang

dipasok akan menaikkan temperature karena proses oksidasi materi organik bersifat

eksotermis. Temperatur ideal untuk sampah kota tidak kurang dari 800 oC.

− Time (waktu): Berkaitan dengan lamanya fasa gas yang harus terpapar dengan panas yang

telah ditentukan. Biasanya sekitar 2 detik pada fase gas, sehingga terjadi pembakaran

sempurna.

− Turbulensi: Limbah harus kontak sempurna dengan oksigen. Insinerator besar diatur

dengan kisi-kisi atau tungku yang dapat bergerak, sedang insinerator kecil (modular)tungkunya adalah statis.


30/70

640

Teknologi insinerasi mempunyai beberapa sasaran, yaitu (Damanhuri & Tri Padmi, 2010):

a. Mengurangi massa / volume: proses insinerasi adalah proses oksidasi (dengan oksigen atau

udara) limbah combustible pada temperatur tinggi. Akan dikeluarkan abu, gas, limbah sisa

pembakaran dan abu, dan diperoleh pula enersi panas. Bila pembakaran sempurna, akan

tambah sedikit limbah tersisa dan gas yang belum sempurna terbakar (seperti CO). Panas

yang tersedia dari pembakaran limbah sebelumnya akan berpengaruh terhadap jumlahbahan bakar yang dipasok. Insinerator yang bekerja terus menerus akan menghemat bahan

bakar.

b. Mendestruksi komponen berbahaya: insinerator tidak hanya untuk membakar sampah kota.

Sudah diterapkan untuk limbah non-domestik, seperti dari industri (termasuk limbah B3),

dari kegiatan medis (untuk limbah infectious). Insinerator tidak hanya untuk membakar

limbah padat. Sudah digunakan untuk limbah non-padat, seperti sludge dan limbah cair

yang sulit terdegradasi. Teknologi ini merupakan sarana standar untuk menangani limbah

medis dari rumah sakit. Sasaran utamanya adalah mendestruksi patogen yang berbahaya

seperti kuman penyakit menular. Syarat utamanya adalah panas yang tinggi (dioperasikan

di atas 800o

C). Dalam hal ini limbah tidak harus combustible, sehingga dibutuhkan subsidibahan bakar dari luar

c. Insinerasi adalah identik dengan combustion, yaitu dapat menghasilkan enersi yang dapat

dimanfaatkan. Faktor penting yang harus diperhatikan adalah kuantitas dan kontinuitas

limbah yang akan dipasok. Kuantitas harus cukup untuk menghasilkan enersi secara

kontinu agar suplai enersi tidak terputus.

Skema insinerator kapasitas besar untuk sampah kota umumnya terdiri atas bagian-bagian

berikut ini.

− Unit Penerima: perlu untuk menjaga kontinuitas suplai sampah.

− Sistem Feeding /Penyuplai: agar instalasi terus bekerja secara kontinu tanpa tenaga

manusia.

− Tungku pembakar: harus bisa mendorong dan membalik sampah.

− Suplai udara: agar tetap memasok udara sehingga sistem dapat terbakar. Pasokan udara dari

bawah adalah suplai utama. Udara sekunder perlu untuk membakar bagian-bagian gas yang

tidak sempurna.

− Kebutuhan udara: tergantung dari jenis limbah

− Pembubuhan air: mendinginkan residu/abu dan gas yang akan keluar stack agar tidak

mencemari lingkungan.

− Unit pemisah: memisahkan abu dari bahan padat yang lain.

− APC (Air Pollution Control): terdapat beragam pencemaran yang akan muncul, khususnya:• Debu atau partikulat


31/70

641

• Air asam

• Gas yang belum sempurna terbakar: CO

• Gas-gas hasil pembakaran seperti CO2, NOx , SOx,

• Dioxin

• Panas

Setiap jenis pencemar, membutuhkan APC yang sesuai pula, sehingga bila seluruh jenis

pencemar ini ingin dihilangkan, maka akan dibutuhkan serangkaian unit-unit APC yang sesuai.

Pada insinerator modular yang sering digunakan di kota-kota di Indonesia, dapat dikatakan

sarana ini belum dilengkapi unit APC, paling tidak untuk mengurangi partikel-partikel debu

yang keluar.

− Cerobong (stack ): semakin tinggi akan semakin baik, terutama untuk daerah sekitarnya,

tetapi tidak berarti tidak mengotori udara. Dengan cerobong yang tinggi maka terjadi

pendinginan-pengenceran.

− Dinding insinerator harus tahan panas, dan tidak menyalurkan panas keluar.

Gambar 3. 12Unit-unit pada insinerator skala kota

3.5. Pirolisis dan Gasifikasi

a. Pirolisis

Pirolisis adalah degradasi limbah organic secara thermal dalam kondisi tanpa oksigen untuk

menghasilkan arang karbon, minyak dan gas yang dapat dibakar. Besarnya produk yang akan

dihasilkan dipengaruhi kondisi proses, terutama temperature dan laju pemanasan. Perbedaan

utama antara pirolisis, gasifikasi, dan insinerasi terdapat pada jumlah oksigen yang disuplai ke

reactor thermal. Pirolisis berjalan tanpa kehadiran oksigen dan gasifikasi menggunakan suplai


32/70

642

oksigen yang terbatas. Melalui kedua proses tersebut pembakaran sempurna tidak terbentuk,

sehingga selain gas yang dapat dibakar, karbon monoksida dan hydrogen juga akan dihasilkan.

Oksigen untuk gasifikasi disuplai dalam bentuk udara, panas, atau oksigen murni. Insinerasi

melibatkan oksidasi sempurna dari limbah dalam kondisi suplai oksigen berlebih untuk

menghasilkan karbon dioksida, air dan abu, ditambah beberapa produk seperti logam, trace

hidrokarbon, gas asam, dan lain-lain.

Gambar 3. 13Skema perbedaan pirolisis, gasifikasi, dan pembakaran

Materi limbah terdiri dari senyawa kimia yang kompleks, misal limbah domestik yang terdiri

dari kertas dan karbon yang tersusun dari polimer kompleks rantai panjang, rantai molekul

organic seperti selulosa, hemiselulosa dan lignin. Demikian pula dengan limbah biomassa yang

lain. Plastik tersusun dari rantai polimer panjang. Proses degradasi thermal atau pirolisis

terhadap material tersebut, dalam kondisi tanpa oksigen, menghasilkan pemutusan rantai

panjang polimer dan menghasilkan molekul yang lebih pendek dalam bentuk minyak dan gas.

Pirolisis berjalan pada temperature yang relative rendah, yaitu dalam rentang 400-800oC.

Kondisi proses yang bervariasi mengakibatkan perbedaan produk arang, gas, atau minyak yang

dihasilkan. Panas disuplai melalui pemanasan tidak langsung, seperti pembakaran dari gas atau

minyak, atau pemanasan langsung menggunakan transfet gas panas. Pirolisis memiliki

kelebihan dalam menghasilkan gas atau produk minyak dari limbah yang dapat digunakan

sebagai bahan bakar untuk proses pirolisis itu sendiri.

Produk arang padat dari karbonisasi atau pirolisis lambat terhadap kayu telah digunakan selama

berabad-abad sebagai proses menghasilkan arang kayu untuk pemanfaatan sebagai bahan bakar

dan hasil produk kayu bakar biasanya antara 30-40%. Pirolisis dari bahan limbah juga

menghasilkan produk arang dimana persen produksinya tergantung pada kondisi proses.Pirolisis dari limbah domestic (sampah kota) mengahsilkan 35% produk arang dengan kadar abu


33/70

643

hingga 37%, dan pirolisis dengan laju pemanasan yang lambat terhadap limbah ban akan

menghasilkan arang hingga 50% dengan kadar abu sekitar 10%. Arang dapat saja digunakan

langsung sebagai bahan bakar, dipadatkan menjadi briket bahan bakar, digunakan sebagai bahan

adsorpsi seperti karbon aktif, dihancurkan dan dicampur dengan produk minyak pirolisis

menghasilkan lumpur (slurry) untuk pembakaran.

Nilai kalori dari arang relative tinggi, missal arang dari sampah kota memiliki nilai kalorisekitar 19MJ/kg, arang dari ban sekitar 29KJ/kg dan limbah kayu menghasilkan arang dengan

nilai kalori sekitar 22MJ/kg. Nilai kalori ini sangat kompetitif bila dibandingkan dengan batu

bara yang memiliki nilai kalor 20 MJ/kg. Dengan besaran nilai kalor tersebut, arang dari limbah

dapat digunakan sebagai bahan bakar kelas menengah.

Produk minyak dari pirolisis limbah memiliki keuntungan dapat digunakan dalam system

pembangkitan listrik secara konvensional, seperti mesin diesel atau turbin gas. Akan tetapi,

karakteristik dari bahan bakar proses pirolisis dapat tidak sesuai dengan spesifikasi bahan bakar

minyak alam dan ada kemungkinan memerlukan modifikasi sebagai pembangkit tenaga atau

peningkatan kualitas bahan bakar.

Minyak dari pirolisis memiliki nilai kalor yang bervariasi mulai dari 25 MJ/kg untuk minyak

dari limbah domestic (sampah) sampai dengan 42 MJ/kg untuk minyak dari limbah ban. Minyak

bahan bakar petroleum memiliki nilai kalor 46 MJ/kg. Bila dibandingkan dengan minyak diesel

atau bahan olahan petroleum, minyak dari limbah mempunyai beberapa kemiripan. Akan tetapi,

penggunaan langsung minyak dari limbah dalam system pembakaran yang didesain untuk

minyak petroleum akan menghadapi beberapa kendala, antara lain: minyak dari biomassa dan

sampah bersifat viskos, tingkat asam tinggi, karena kehadiran asam organic dalam minyak dan

dapat segera terpolimerisasi. Minyak hasil pirolisis kemungkinan mengandung partikel solid

karena proses pengangkutan dari reactor pirolisis. Sebagai konsekuensinya, penggunaan minyakpiroisis dalam system liquid spray atau otomatisasi pembakaran seperti mesin diesel, furnace

dan boiler, bisa mengakibatkan system menjadi terhambat dan/ atau karatan.

Gas yang dihasilkan dari proses pirolisis terhadap sampah atau biomassa didominasi oleh

karbon dioksida, karbon mono oksida, hydrogen, methan, dan sebagian kecil gas hidrokarbon

lainnya. Tingginya konsentrasi gas karbon dioksida dan karbon mono oksida berasal dari

struktur oksigen yang ada dalam bahan aslinya, antara lain sellulosa, hemisellulosa, dan lignin.

Pirolisis dari limbah ban dan campuran plastic akan menghasilkan konsentrasi yang lebih tinggi

untuk gas hydrogen, methan, dan gas hidrokarbon lainnya karena materi limbah mempunyai

senyawa karbon dan hydrogen yang tinggi, sedangkan senyawa oksigennya lebih kecil. Gas

hasil pirolisis memiliki nilai kalor yang signifikan, sebagai contoh, gas pirolisis konvensional


34/70

644

dari sampah mempunyai nilai kalor sekitar 18MJ/m3 dan limbah kayu menghasilkan nilai kalor

sebesar 16MJ/m3.

b. Gasifikasi

Gasifikasi adalah suatu teknologi proses yang mengubah bahan padat menjadi gas. Bahan padat

yang dimaksud adalah bahan bakar padat, termasuk diantaranya biomassam batubara, dan arang.

Gas yang dimaksud adalah gas-gas yang keluar dari proses gasifikasi dan umumnya berbentukCO, CO2, H2, dan CH4. Proses gasifikasi dati limbah terjadi pada temperature yang lebih tinggi

dari pirolisis dan dengan penambahan oksigen yang terkontrol. Produk berupa campuran hgas

CO dan H2 dikenal sebagai syngas dan bisa digunakan sebagai substitusi gas alami. Reaksi

dasar gasifikasi adalah sebagai berikut.

CnHm + 0,55n O2 -> nCO + 0,5m H2

Proses gasifikasi pada hakikatnya mengoksidasi suplai hidrokarbon pada lingkungan yang

terkontrol untuk memproduksi gas sintetis yang memiliki nilai komersial yang signifikan.

Gasifikasi adalah suatu alternative yang menarik karena proses ini mencegah pembentukandioksin dan senyawa aromatic. Proses gasifikasi juga menghasilkan reduksi utama pada volume

input limbah rata-rata sekitar 75%.

Gasifikasi berbeda denagn pirolisis dan pembakaran. Ketiganya dibedakan berdasrkan

kebutuhan udara yang diperlukan selama proses. Jika jumlah udara: bahan bakar (AFR, Air Fuel

Ratio) sama dengan 0, maka proses disebut pirolisis. Jika AFR yang diperlukan selama proses

kurang dari 1,5, maka proses disebut gasifikasi. Jika AFR yang diperlukan lebih dari 1,5, maka

proses disebut proses pembakaran.

Berdasarkan medium gasifikasik, reaktor gasifikasi (gasifier) dapat diklasifikasikan menjadi 2kelompok:

1. Aliran udaram dimana udara sebagai medium gasifikasinya

2. Aliran oksigen, dimana oksigen murni sebagai medium gasifikasinya

Gasifikasi udara menghasilkan gas dengan nilai panas yang rendah (5000-6000 kJ/kg atau 3-6

MJ/m3, LHV), yang terdiri dari sekitar 50% nitrogen dan dapat digunakan sebagai bahan bakar

mesin dan furnace.Oksigen yang dialirkan bebas dari pencampur seperti nitrogen akan

menghasilkan LHV yang lebih tinggi (15000kJ/kg atau 10-12MH/m3). Sebagai informasi, gas

alam mempunyai LHV sekitar 50000 KJ/kg atau 40 MJ/m3.

Berdasarkan metode kontak antara gas dan bahan bakar, gasifier dapat dibagi menjadi 4 jenis,

sebagai berikut.


35/70

645

1. Entrained bed

2. Fluiduzed bed (Bubbling atau Circulating)

3. Spouted bed (metode semburan)

4. Fixed atau moving bed

Gambar 3. 14Berbagai jenis gasifier

Sistem entrained flow merubah partikel tersuspensi dalam aliran oksigen (atau udara) dan panas

menjadi gas. Abu bara yang meleleh pada pengoperasian temperature tinggi dari gasifier

disisihkan sebagai liquid slag. Beberapa perusahaan menawarkan teknologi ini secara komersialdalam aplikasi skala besar, seperti Texaco, Shell, dan Koppers-Totzek. Gasifier tipe ini

beroperasi pada tekanan hingga 35 bar dan menggunakan oksigen sebagai gasifier mediumnya.

Gasifier system entrained ini tersedia dalam kapasitas yang lebih besar dibadingkan gasifier

lain(>100Mwe), tetapi kebanyakan digunakan untuk bahan bakar fosil seperti batu bara, limbah

pemurnian (refinery waste), dll. Penggunaan untuk gasifikasi biomassa masih terbatas karena

system ini memerlukan partikel bahan bakar yang sangat halus (sekitar 80-100 mikron).

Untuk fluidized bed gasifier, bahan bakar digasifikasi dalam suatu unggun (bed) partikel kecil

yang terfluidisasi dengan medium gasifikasi yang sesuai seperti udara atau uap panas (steam).

Gasifier unggun terfluidisasi dibagi menjadi 2 jenis utama, yaitu Bubbling fluidized bed gasifierdan Circulating fluidized bed gasifiers. Dalam system gasifier fluidized bed, udara dan bahan


36/70

646

bakar bercampur dalam suatu lapisan oanas dari granular padar seperti pasir. Karena intensitas

pengadukan gas dan padatan, zona yang berbeda-pengeringan, pirolisis, oksidasi, reduksi –tidak

dibedakan secara nyata, tetapi temperature menjadi seragam di seluruh lapisan. Berbeda dengan

gasifier ficxed bed, rasio udara:bahan bakar dapat berubah sehingga temperature lapisan dapat

dikontrol dengan mudah. Salah satu kelebihan yang dimiliki gasifier fluidized bed disbanding

tipe lain adalah abu yang dihasilkan tidak mudah leleh sehingga penyisihannya menjadi relative

lebih sederhana.

Dalam spouted bed, medium gasifikasi menembus lapisan dengan partikel yang relative kasar

dengan kecepatan tinggi yang membawa padatan ke lapisan permukaan dimana akan dijatuhkan

seperti kran. Padatan ini turun ke bawah bersama dengan medium seperti lapisan yang bergerak

untuk dimasukkan kembali ke lapisan. Dalam fixed bed atau moving bed gasifier, medium

gasifikasi dialirkan secara menerus dan mencapai kontak dengan lapisan tetap dari partikel

bahan bakar padatan. Berdasarkan arah aliran dari medium gasifikasi sepanjang lapisan bahan

bakar, tipe gasifier ini dapat dibagi menjadi 3 jenis, yaitu Updraft (medium mengalir ke atas),

Downdraft (medium mengalir kebawah), Sidedraft (bahan bakar dimasukkan dari atas dan gas

mengalir dari samping melewatinya). Suatu gasifier tipe fixed atau moving bed akan terbagimenjadi 2 zona, yaitu pembakaran dan gasifikasi pencampuran gas-solid.

3.6. Daur Ulang Sampah

Daur ulang didefinisikan suatu proses mengumpulkan, memisahkan, melakukan proses, menjual

material yang dapat dimanfaatkan kembali atau mengubah menjadi material baru. Dalam

pengelolaan sampah terpadu daur ulang merupakan salah satu bagian penting yang

ditunjukkan dengan hirarki sebagai berikut.

Gambar 3. 15 Hirarki pengelolaan sampah


37/70

647

Daur ulang adalah salah satu komponen dalam hirarki pengelolaan sampah. Konsep daur-ulang

(recycle) mengandung pengertian pemanfaatan semaksimal mungkin residu melalui proses, baik

sebagai bahan baku untuk produk sejenis seperti asalnya, atau sebagai bahan baku untuk produk

yang berbeda, atau memanfaatkan enersi yang dihasilkan dari proses recycling tersebut

(Damanhuri & Tri Padmi, 2010). Mengubah bentuk dan sifat sampah melalui proses bio-fisik-

kimiawi menjadi produk baru (sampah basah diolah menjadi kompos, sampah plastik diolah

menjadi pellet.

Dalam sistem pengelolaan persampahan, upaya daur-ulang memang cukup menonjol, dan

umumnya melibatkan sektor informal. Beberapa alasan mengapa daur-ulang mendapat perhatian

[Damanhuri & Tri Padmi, 2010]:

a. Alasan ketersediaan sumber daya alam: beberapa sumber daya alam bersifat dapat

terbarukan dengan siklus yang sistematis, seperti siklus air. Yang lain termasuk dalam

katagori tidak terbarukan, sehingga ketersediaannya di alam menjadi kendala utama.

Berdasarkan hal itu, maka salah satu alasan daur-ulang adalah ketersediaan sumber-daya

alam

b. Alasan nilai ekonomi: limbah yang dihasilkan dari suatu kegiatan ternyata dapat bernilaiekonomi bila dimanfaatkan kembali. Pemanfaatan tersebut dapat dalam bentuk pemanfaatan

enersi, atau pemanfaatan bahan, baik sebagai bahan utama ataupun sebagai bahan pembantu

c. Alasan lingkungan: alasan lain yang paling mendapat perhatian adalah perlindungan

terhadap lingkungan. Komponen limbah yang dibuang ke lingkungan dalam banyak hal

mendatangkan dampak negatif pada lingkungan dengan pencemarannya. Pengolahan limbah

akan menjadi kewajiban. Namun bila dalam upaya tersebut dapat pula dimanfaatkan nilai

ekonomisnya, maka hal tersebut akan menjadi pilihan yang cukup menarik.

Keuntungan yang diperoleh dengan menerapkan daur ulang dalam pengelolaan sampah antara

lain:• Menghemat penggunaan sumber daya alam, karena dengan adanya daur ulang secara

langsung akan menghemat bahan baku dalam proses produksi.

• Menghemat lahan TPA, karena akan mengurangi volume sampah yang masuk ke TPA

sehingga dapat memperpanjang masa pakai TPA.

• Menghemat energi, karena dapat mempersingkat alur dalam proses produksi.

• Menciptakan lapangan kerja, baik dalam proses pemilahan, pembuatan produk mapun

penjualan.

• Mengurangi biaya pengelolaan sampah, merupakan dampak langsung dari berkurangnya

sampah yang diangkut ke TPA.

• Meningkatkan kualitas lingkungan, karena dengan adanya daur ulang volume sampah

semakin sedikit.


38/70


39/70

649

• Sampah organik: komposisi, tingkat kontaminasi d. Bahan baku untuk bahan bakar:

• Sampah kebun: komposisi, ukuran partikel, kadar air

• Sampah organik: komposisi, nilai kalori, kelembaban, keterbatasan penyimpanan, jumlah,

pemasaran dan distribusi produk energi

• Kayu: komposisi, tingkat kontaminasi.

d. Reklamasi:

• Sampah konstruksi: komposisi, tingkat kontaminasi, peraturan reklamasi yang berlaku,

tata guna lahan

3.7. Stasiun Peralihan Antara (SPA)

Didalam sistem penanganan sampah, SPA Skala Kawasan merupakan bagian dari kegiatan

pengolahan antara dengan tujuan mereduksi volume sampah sebelum diangkut ke TPA dan atau

TPST, dan atau pengguna akhir olahan sampah. Fungsi SPA antara lain sebagai tempat untuk

proses reduksi volume, sebelum diangkut ke TPA dan atau TPST dan atau pengguna akhir

olahan sampah. Selain itu SPA berfungsi untuk tempat pemindahan sampah dari kendaraan

pengumpul kecil ke kendaraan pengangkut besar dan sebagai tempat pemindahan tanggung

jawab penanganan sampah, dari pengumpul sampah ke penanggung jawab penanganan sampah.

Terdapat beberapa manfaat yan g dapat diambil dari penggunaan SPA, antara lain mengurangi

jumlah dan atau volume sampah terangkut ke TPA melalui proses pemadatan, salah satu upaya

mengurangi biaya pengangkutan sampah ke TPA dengan adanya reduksi kebutuhan ritasi

kendaraan angkut ke TPS dan atau TPST, atau ke lokasi pemrosesan akhir lainnya,

memperpanjang Umur TPA dengan pola pemrosesan penimbunan (landfiling), sebagai solusi

bagi Pemerintah Kota dan atau Kabupaten dalam menangani permasalahan kesulitasn lahan

TPA di dalam kota, dan tingginya beban pengangkutan.

Pengelola SPA Skala Kawasan dilakukan oleh Dinas atau Lembaga pengelola sampah lainnyadi lingkungan pemerintahan Kota/Kabupaten.Dasar kebijakan pedoman pembangunan SPA

Skala Kawasan diantaranya:

1. Undang-undang No. 25 Tahun 2004 tentang Sistem Perencanaan Pembangunan

Nasional

2. Undang-undang No. 26 tahun 2007 tentang Penataan Ruang

3. Undang-undang Republik Indonesia No. 18 Tahun 2008 tentang Pengelolaan Sampah

4. Undang-undang No. 25 tahun 2009 tentang Pelayanan Publik

5. Undang-undang No. 32 Tahun 2009 tentang Perlindungan dan Pengelolaan Lingkungan

Hidup

6. Undang-undang No. 36 Tahun 2009 tentang kesehatan7. Undang-undang No 1 Tahun 2011 tentang Perumahan dan Kawasan Pemukiman


40/70


41/70

651

Gambar 3. 16 Analisis kelayakan pembangunan SPA skala kawasan

b. Skala Pelayanan

SPA skala kawasan memiliki kriteria sebagai berikut :

1. Kapasitas 20 – 30 ton/hari

2. Cakupan pelayanan untuk 40.000 - 60.000 jiwa, atau 4 – 6 Kelurahan

Tabel 3. 4 Cakupan pelayanan SPA skala kawasan

No Parameter Pelayanan Satuan BesaranPelayanan

1 Kapasitas SPA Skala kawasan ton/hari 20-30

2 Penduduk Terlayani Jiwa 40.000-60.000

3 Rumah Terlayani Rumah 8.000-12.000

4 RT Terlayani RT 400-600

5 RW Terlayani RW 40-60

6 Kelurahan Terlayani Kelurahan 4-6

7 Radius Pelayanan Km 1,1-1,4

Catatan : 1 Rumah = 5 Orang, 1 RT = 20 Rumah, 1 RW = 10 RT, 1 Kelurahan = 10 RW


42/70

652

c. Jenis Sampah yang Dilayani

Sampah yang dapat ditangani di SPA skala kawasan adalah sampah sejenis sampah rumah

tangga, diperbolehkan dalam kondisi tercampur dan atau residu olahan, sedangkan untuk

sampah Bahan Berbahaya dan Beracun (B3) rumah tangga harus ditangani secara khusus.

d. Kebutuhan Lahan

Kebutuhan lahan SPA skala kawasan ditentukan berdasarkan :1) Beban sampah tertangani di SPA

2) Proses penanganan sampah yang akan dioperasikan di SPA

3) Jenis/moda kendaraan pengumpul sampah yang masuk ke SPA

4) Jenis/moda kendaraan pengangkut sampah ke TPA

5) Sarana Prasarana yang ada di dalamnya

Tabel 3. 5 Kebutuhan luas lahan SPA

No Uraian Satuan Kriteria

1 Kapasitas ton/hari 20-30

2 Minimal Kebutuhan Lahan m

2 560

Ha 0,056

Catatan:

- Lay out SPA skala kawasan dapat dilihat di Lampiran II

- SPA Skala kawasan skala kawasan minimal 560 m2 (dengan panjang minimal 28 m)

e. Pembangunan

Sarana dan prasarana SPA skala kawasan terdiri dari :

1) Fasilitas Utama

2) Fasilitas Perlindungan Lingkungan

3) Fasilitas Pendukung

f. Fasilitas Utama

Fasilitas Utama terdiri atas :

1. Area transfer sampah masuk dan keluar dapat berupa ramp;

2. Unit pemilahan sampah; dan

3. Unit pereduksi volume sampah.

g. Fasilitas Perlindungan Lingkungan

Terdiri atas :

1. Area Drainase


43/70


44/70

654

h. Fasilitas Pendukung

Fasilitas pendukung dalam SPA terdiri atas :

1. Unit pencatatan data sampah masuk dan keluar

2. Pos jaga

3. Kantor pengelola

4. Area parkir5. Rambu-rambu keselamatan

6. Pintu masuk

7. Pagar keliling

8. Papan nama

9. Instalasi air bersih

10. Toilet

11. Truk pengangkut sampah hasil pemadatan (disyaratkan berupa truk tertutup)

12. Gudang B3 rumah tangga

Ukuran dan atau dimensi fasilitas pendukung dapat dilihat sebagai berikut :Kebutuhan Lahan SPA Skala Kawasan Untuk Kapasitas 20 – 30 Ton/Hari

1 Pos jaga = 4 m2

2 Kantor Pengelola = 9 m2

3 Toilet = 3 m2

4 Ruang Pemadat = 70 m2

5 Ruang Pemilahan = 21 m2

6 Ruang Genset = 20 m2

7 Gudang B3 = 7 m2

8 Bak Penampung Lindi = 10 m2

9 Area Parkir = 117.5 m2

10 Ramp untuk sampah masuk = 50 m2

11 Ramp untuk sampah keluar = 8.5 m2

12 Drainase = 48 m2

13 Area hijau dan lainnya = 192 m2

Total Luas = 560 m2


45/70


46/70

656

Mekanisme penanganan sampah dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 3. 19 Mekanisme penanganan sampah di SPA skala kawasan

1) PencatatanJenis Pencatatan data meliputi pencatatan harian dan bulanan.

a. Pencatatan Harian, meliputi pencatatan data sampah masuk dan keluar SPA.

Pencatatan data sampah masuk ke SPA meliputi :

- Jenis kendaraan pengumpul,

- Nomor Kendaraan,

- Sumber sampah,

- Berat atau volume sampah masuk (ton atau m3).

Pencatatan data sampah keluar dari SPA meliputi :

- Berat atau volume sampah terangkut (ton atau m3),

- Ritasi pengangkutan

b. Pencatatan Bulanan, meliputi :


47/70

657

Pencatat harian harus dilaporkan menjadi pencatatan bulanan dengan item pencatatan sebagai

berikut :

Berat atau volume sampah masuk SPA per bulan (ton atau m3)

Rekapitulasi bulanan jumlah kendaraan pengumpul per jenis

Sampah terangkut perbulan (ton atau m3)

Rekapitulasi bulanan jumlah kendaraan pengangkut (per jenis).

2) Transfer sampah masuk SPA

Sampah masuk ke dalam SPA skala kawasan dengan kriteria sebagai berikut :

Kendaraan pengumpul berupa :

- Gerobak

- Motor sampah

- Becak sampah

- Mobil pick-up

Sistem transfer sampah masuk dilengkapi dengan ramp

3) Proses Reduksi Volume

Proses reduksi volume di SPA skala kawasan dilakukan dengan metoda pemadatan. Sebelumproses pemadatan, disyaratkan dilakukan proses pemilahan sampah potensi daur ulang.

a. Pemilahan

Pemilahan sampah di SPA skala kawasan bertujuan melakukan pengambilan kembali sampah

potensi daur ulang dari sampah yang masuk.

Teknik pemilahan di SPA skala kawasan dapat dilakukan dengan 2 cara :

Manual, pemilahan dilakukan tanpa bantuan peralatan mekanik. Disyaratkan harus

disediakan area pembongkaran sampah dan area pemilahan yang ditempatkan sebelum

pemadatan.

Mekanis, pemilahan dilakukan dengan bantuan conveyor belt , dengan kriteria sebagai

berikut:

- Kapasitas conveyor belt (15-25) m3 /jam

- Penggerak : Motor Listrik/ Diesel, dengan daya 5-10 Hp.

- Kecepatan minimal conveyor belt 0,3-0,4 km/jam

- Lebar efektif conveyor belt minimal 60 cm

- Tinggi conveyor belt (70-80) cm, dari lantai (kerja pemulung berdiri)

- Tinggi sampah diatas conveyor belt 10 cm

- Panjang conveyor belt minimal 6-10 m, dengan jumlah pemulung di setiap sisi minimal 5

orang

- Diperlukan Unit input sampah ke conveyor , yang dapat berupa bak yang ditempatkan

sebelum conveyor .


48/70

658

Pada proses pemilahan, pemisahan sampah B3 RT harus dilakukan dengan seksama, sehingga

tidak ada lagi sampah B3 RT yang masuk ke dalam Unit Pemadatan. Sampah B3 RT,

dipisahkan dan disimpan secara terpisah dalam sebuah kontainer khusus sampah B3 RT dan

disimpan sementara dalam gudang B3 RT. Selanjutnya pemusnahan sampah B3 RT dilakukan

bekerjasama dengan lembaga pengelola sampah B3 yang telah ditunjuk.

b. PemadatanPemadatan sampah di SPA skala kawasan bertujuan meningkatkan densitas sampah dengan cara

memberikan tekanan tertentu terhadap suatu besaran volume sampah sehingga volume sampah

berkurang.

Kriteria teknis pemadatan adalah sebagai berikut :

Rasio pemadatan 4 : 1

Metoda pemadatan vertikal satu arah

4) Transfer sampah keluar

Setelah dipadatkan sampah dipindahkan ke dalam kendaraan pengangkut.Kriteria kendaraan pengangkut adalah sebagai berikut :

Kapasitas minimal 5 ton

Kontainer tertutup

5) Pemrosesan akhir

Pemrosesan akhir sampah terpadatkan dari SPA dapat dilakukan dengan cara :

Penimbunan di TPA dengan syarat tidak dilakukan pembongkaran kembali terhadap sampah

terpadatkan.

Pemrosesan lebih lanjut di TPST.

j. Tenaga Kerja

1) Kebutuhan Tenaga kerja

Tenaga kerja SPA skala kawasan minimal dioperasikan oleh 3 orang operator (1 orang sebagai

penanggung jawab pengaturan pemadatan, 2 orang sebagai operator pengoperasian pereduksi

volume dan IPL).

Tabel 3. 7 Kebutuhan tenaga kerja SPA skala kawasan

No Posisi Satuan Jumlah 1 Kepala SPA skala kawasan Orang 1 2 Operator pengoperasian Orang 2

Total Orang 3


49/70

659

2) Tugas dan Tanggung Jawab

• Kepala SPA : Bertanggung jawab atas kinerja SPA skala kawasan beserta seluruh sarana

prasarana yang ada serta merekapitulasi dan menyimpan data pelayanan SPA skala kawasan

• Operator pengoperasian : mengoperasikan seluruh sarana utama dan IPL yang ada di SPA

skala kawasan serta pemeliharaannya setiap hari (termasuk penanganan lindi di SPA skala

kawasan)

3) Kriteria Tenaga Kerja

Penanggung jawab dan operator SPA skala kawasan adalah tenaga kerja terlatih dan

bersertifikasi training pengoprasian dan pemeliharaan mesin.

k. Waktu Operasi

1. SPA skala kawasan dioperasikan 7-8 Jam (pagi hingga sore hari)

2. Sampah organik tidak boleh berada di SPA skala kawasan lebih dari 24 jam

l. Rekapitulasi Pedoman Teknis Pembangunan SPA Skala Kawasan

Tabel 3. 8 Rekapitulasi pedoman teknis pembangunan SPA skala kawasan

No Fasilitas Kebutuhan

1 Kapasitas 20-30 ton/hari 2 Jenis Sampah

Tertangani sampah sejenis sampah rumah tangga kondisi tercampur sampah sejenis sampah rumah tangga berupa residu olahan B3 Rumah Tangga harus ditangani secara khusus.

3 Kebutuhan Lahan 560 m2 4 Mekanisme Penanganan

Sampah di SPA

Pencatatan

- Pencatatan harian - Pencatatan bulanan

Transfer sampah masuk

- Kendaraan Pengumpul : Gerobak Motor sampah Becak sampah Mobil pick-up

- Transfer masuk dilengkapi RAMP Proses Reduksi Volume

- Pemilahan :

Manual Mekanis : Conveyor Belt


50/70

660

No Fasilitas Kebutuhan

- Pemadatan Transfer sampah keluar

- Kendaraan pengangkut Kapasitas minimal 5 ton Kontainer tertutup

Pemrosesan akhir 5 Kebutuhan Tenaga

Kerja 3 Orang

6 Fasilitas Utama Area transfer sampah masuk dan keluar (dapat berupa Ramp) Unit pemilahan sampah Unit pereduksi volume sampah

7 Fasilitas PerlindunganLingkungan

Drainase Area SPA Skala kawasan Penghijauan Unit penanganan lindi

8 Fasilitas Pendukung Unit pencatatan data sampah masuk dan keluar Pos Jaga

Kantor Pengelola Area parkir Rambu-rambu keselamatan Pintu masuk Pagar keliling Papan nama Instalasi air bersih Toilet Truk pengangkut sampah hasil pemadatan (disyaratkan berupa

truk tertutup) Kontainer B3 rumah tangga

9 Biaya Investasi Rp 2,000,000,000.00 – 3,000,000,000.00 10 Biaya OP per ton Rp 18,638.97

3.8. Tempat Pengolahan Sampah Terpadu (TPST)/IPST

a. Definisi dan Pertimbangan Teknis

TPST atau Material Recovery Facility (MRF) didefinisikan sebagai tempat berlangsungnya

kegiatan pemisahan dan pengolahan sampah secara terpusat. Kegiatan pokok di TPST adalah:

1. pengolahan lebih lanjut sampah yang telah dipilah di sumbernya

2. pemisahan & pengolahan langsung komponen sampah kota

3. peningkatan mutu produk recovery/recycling


51/70


52/70

662

Gambar 3. 20

Faktor-faktor yang menentuk

1. Peranan TPST dalam pen

2. Jenis komponen yang diol

3. Bentuk sampah yang diser

4. Pengemasan dan penyimp

Pada tabel berikut dapat dilih

dan kebutuhan peralatan.

Tabel 3. 9 Conto

Bahan

Kertas dan Karton

Plastik campuran

Gelas campuran

ontoh salah satu model pengolahan sampah di T

n fungsi dari TPST adalah :

elolaan sampah.

ah.

ahkan ke TPST.

nan produk.

at contoh bahan yang dapat di daur ulang di TP

bahan, operasi, serta kebutuhan peralatan dalam

Operasi Kebutu

Pemisah secara manual kertas

yang berkualitas tinggi dankarton, baling

Front end

baler, forkli

Pemisahan manual PETE &

HDPE, baling, penyimpanan

Area peneri

kontainer un

baler, forklif

Pemisah manual gelas warna

hijau, bening, dan warna lain

penyimpanan

Area peneri

penghancur

untuk pen

forklift

PST

T, proses operasi

TPST

an Peralatan

oader, conveyor,

t

maan, conveyor,

tuk penyimpanan,

t

maan, conveyor,

gelas, kontaoner

impanan, baler,


53/70

663

c. Proses Pengolahan Sampah

Pengolahan sampah ditujukan untuk mengurangi volume sampah dan/atau mengurangi daya

cemar sampah. Proses pengolahan sampah dapat diklasifikasikan menjadi:

1. Proses pengolahan sampah secara fisik

Umumnya ditujukan sebagai proses pendahuluan dari sebuah rangkaian proses pengolahan

sampah. Berbagai jenis proses untuk pengolahan sampah secara fisik adalah:

• Proses pencacahan.

Proses ini ditujukan untuk memperkecil ukuran partikel sampah dan memperluas bidang

permukaan sentuh sampah. Proses pencacahan dapat mereduksi volume hingga

mencapai 3 kali lipat atau densitas sampah akan meningkat 3 kali lipat melalui proses

ini. Kebutuhan energi untuk proses ini mencapai 3 MJ/ton sampah. Proses ini dapat

dikatakan menjadi proses wajib sebelum sampah diolah lebih lanjut dengan proses

kimia-termal atau biologi, karena reduksi ukuran partikel akan selalu meningkatkan

kinerja proses lanjut yang akan dipilih.

• Proses pemilahan berdasarkan nilai massa jenis/densitas (secara gravitasi).

Merupakan proses yang bertujuan untuk memilah berbagai jenis sampah berdasarkan

densitasnya, yang umumnya dilakukan untuk sampah plastik. Proses ini dapat dilakukan

melalui proses peniupan (dengan menggunakan semburan udara pada laju alir tertentu)

atau menggunakan proses sentrifugasi (dengan mengalirkan sampah plastik pada aliran

berbentuk heliks, sehingga sampah plastik dengan densitas tertentu dapat terpisahkan).

• Proses pemilahan berdasarkan nilai magnetik.

Umumnya dilakukan untuk pemilahan sampah logam, dengan mengikat logam pada

magnet berukuran besar, yang dapat berupa magnet permanen atau magnet tidak

permanen (elektromagnetik). Dengan proses ini, maka sampah logam yang bersifat

ferromagnetik dan non-ferromagnetik dapat dipisahkan.

• Proses pemilahan berdasarkan nilai adsorbansi/transmitansi (secara optik).

Merupakan proses yang bertujuan untuk memilah sampah gelas, berdasarkan perbedaan

nilai transmitansi gelombang cahaya yang diarahkan. Sebuah hamparan cahaya dengan

panjang gelombang tertentu diemisikan kepada sampah gelas yang akan dipilah.

Gelombang cahaya tersebut akan direfleksikan kembali oleh sampah gelas dan

ditangkap oleh sebuah sensor. Sensor akan menentukan tingkat refleksi gelombang yang

dihasilkan dan diterjemahkan oleh suatu program komputasi untuk penentuan jenis

sampah gelas, yang akan dilanjutkan dengan proses pemilahan sesuai dengan yang

diprogramkan.


54/70

664

2. Proses pengolahan sampah secara biologi

Proses ini banyak dipilih karena dianggap lebih berwawasan lingkungan dan menimbulkan

dampak lingkungan yang relatif lebih kecil. Sebagai suatu proses yang memanfaatkan

mikroorganisme/bioproses, maka proses ini bercirikan kepada sistem kontrol yang lebih

rumit dan waktu detensi yang panjang. Proses pengolahan secara biologis terdiri dari:

a. Proses anaerobik.

Merupakan proses oksidasi parsial untuk mereduksi volume dan daya cemar sampahdengan bantuan mikroorganisme anaerobik dalam kondisi ketiadaan oksigen (udara).

Proses oksidasi parsial ini akan mengunci nilai kalor pada senyawa produk dari proses

tersebut, di antaranya gas hidrogen (H2), gas metana (CH4), etanol (C2H5OH),

isopropanol (C3H7OH), dan butanol (C4H9OH). Hingga saat ini, aplikasi untuk proses

anaerobik lebih banyak ditujukan untuk menghasilkan gas metana, karena ketersediaan

mikroorganisme penghasil gas metana, Methanogens, yang lebih berlimpah di alam,

dapat bersimbiosis dengan mikroorganisme lain (tidak membutuhkan kultur murni), dan

relatif tahan terhadap perubahan kondisi reaktor.

Proses pembentukan gas metana diawali dengan proses hidrolisis (konversi senyawapolisakarida menjadi senyawa monosakarida), asidogenesis (konversi senyawa

monosakarida menjadi senyawa asam lemak volatil dan gas hidrogen), dan

metanogenesis (konversi senyawa asam lemak volatil dan gas hidrogen menjadi gas

metana dan gas karbon dioksida). Proses ini cukup banyak diterapkan, khususnya untuk

sampah yang memiliki nilai Chemical Oxygen Demand (COD) yang tinggi. Nilai COD

yang sudah tereduksi dalam proses ini, masih dapat direduksi dengan lebih cepat lagi

dengan proses aerobik. 1 kilogram (berat kering) sampah organik dapat menghasilkan

hingga 130 liter gas metana atau sekitar 260 liter gas bio, dengan kadar volume gas

metana sebesar 50-60 %.

Nilai kalor (netto) yang dapat dibangkitkan dari gas bio adalah 1,25 kWh/m3 gas bio.

Proses dapat dilakukan dengan menggunakan reaktor yang dioperasikan secara manual

(tenaga manusia) maupun secara mekanik (alat berat). Selain menghasilkan gas bio,

proses ini juga akan menghasilkan kompos padat dan kompos cair, dengan waktu

detensi 3-10 minggu dan reduksi volume mencapai 30-50 %.

Modifikasi dari proses ini di antaranya adalah dengan proses tunggal (dimana proses

hidrolisis, asidogenesis, dan metanogenesis terjadi dalam satu tangki) dan proses ganda

(dimana proses hidrolisis dan asidogenesis terjadi dalam satu tangki, sementara proses

metanogenesis terjadi pada tangki terpisah). Untuk meningkatkan kinerja proses, kadar

air sampah juga dapat dijaga/ditingkatkan dengan meresirkulasi air lindi yang telah

terbentuk ke dalam sampah organik yang diolah.


55/70

665

b. Proses aerobik.

Merupakan proses oksidasi parsial untuk mereduksi volume dan daya cemar sampah

dengan bantuan mikroorganisme aerobik dalam kondisi keberadaan oksigen (udara).

Proses oksidasi parsial ini memiliki nilai oksidasi yang lebih tinggi ketimbang proses

anaerobik, meskipun masih akan dihasilkan kompos padat dan kompos cair (tanpa

produksi gas bio).

Rangkaian proses ini diawali dengan proses hidrolisis (konversi senyawa polisakarida

menjadi senyawa monosakarida) dan dilanjutkan dengan proses konversi senyawa

monosakarida menjadi gas karbon dioksida. Proses aerobik ini akan mengubah sampah

organik menjadi kompos padat, kompos cair, dan gas karbon dioksida, dengan

menggunakan oksigen sebagai oksidatornya, serta waktu detensi 3-8 minggu. Reduksi

volume yang dapat dihasilkan dalam proses ini mencapai 40-60 %. Proses dapat

dilakukan dengan aerasi alami (windrow composting) maupun aerasi dipaksakan ( forced

aeration).

3. Proses pengolahan sampah secara kimia-termal

Proses pengolahan ini bertujuan untuk mereduksi volume sampah dan daya cemar sampah,

dengan tingkat oksidasi yang lebih tinggi ketimbang proses fisika dan proses biologi.

Umumnya dilakukan dengan eskalasi temperatur, sehingga kandungan air pada sampah akan

berkurang (menguap) dan akhirnya mengalami proses pembakaran. Berdasarkan tingkat

oksidasinya, pengolahan secara termal terdiri dari:

• Proses pengeringan.

Proses ini ditujukan untuk mereduksi volume dan daya cemar sampah melalui

penguapan air yang terkandung dalam sampah. Umumnya diawali dengan proses

pencacahan untuk meningkatkan kinerja penguapan, dengan temperatur kerja 105-120oC dan waktu tinggal 1-2 jam. Proses ini akan menghasilkan sampah dengan volume

yang tereduksi (hingga mencapai 20 % volume sebagai residu padat akhir). Sampah

yang telah mengalami reduksi volume tersebut, juga akan mengalami reduksi kadar air

dan peningkatan nilai kalor sampah, serta dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar

alternatif berbentuk padat. Untuk penyeragaman bentuk dan ukuran, seringkali residu

tersebut dibuat menjadi briket ( Refuse Derived Fuel /RDF).

• Proses pirolisis.

Proses ini ditujukan untuk mereduksi volume (hingga mencapai 30 % volume sebagai

residu padat akhir) dan daya cemar sampah melalui penguapan air dan senyawa volatil

yang terkandung dalam sampah, tanpa kehadiran oksigen sebagai oksidator. Umumnyadiawali dengan proses pencacahan untuk meningkatkan kinerja penguapan air dan

senyawa volatil, dengan temperatur kerja 200-550oC dan waktu tinggal 0,5-2 jam.


56/70

666

Sebagai suatu proses oksidasi parsial, proses ini akan menghasilkan senyawa yang

memiliki nilai kalor dalam wujud padat/ char , wujud cair/ tar , dan wujud gas/ syngas

(karbon dioksida, karbon monoksida, hidrogen, dan hidrokarbon ringan).

• Proses gasifikasi.



yang terkandung dalam sampah, dengan kehadiran oksigen terbatas (substoikiometrik)

sebagai oksidator. Umumnya diawali dengan proses pencacahan untuk meningkatkan

kinerja penguapan air dan senyawa volatil, dengan temperatur kerja 700-1.000oC dan

waktu tinggal 0,5-1 jam. Sebagai suatu proses oksidasi parsial (namun memiliki tingkat

oksidasi lebih tinggi ketimbang proses pirolisis), maka proses ini akan menghasilkan

senyawa berwujud gas yang memiliki nilai kalor/ syngas (karbon dioksida, karbon

monoksida, dan hidrogen).

• Proses insinerasi.



yang terkandung dalam sampah, dengan kehadiran oksigen berlebih(superstoikiometrik) sebagai oksidator. Umumnya diawali dengan proses pencacahan

untuk meningkatkan kinerja penguapan air dan senyawa volatil, dengan temperatur

kerja 700-1.200oC dan waktu tinggal 0,5-1 jam. Sebagai suatu proses oksidasi yang

relatif sempurna, maka akan dihasilkan gas yang tidak memiliki nilai kalor, berupa gas

karbon dioksida, belerang di/tri oksida, nitrogen mono/di oksida, serta abu yang relatif

bersifat stabil/ inert.

• Proses plasma-gasifikasi.


residu padat akhir) sampah melalui penguapan air dan senyawa volatil yang terkandungdalam sampah, dengan kehadiran oksigen terbatas (substoikiometrik) sebagai oksidator,

serta disempurnakan dengan tekanan udara tinggi (dimampatkan) dan tegangan

listik/voltase tinggi. Proses ini a

3. modul 09 teknologi pengolahan sampah

Documents