3/7/2012
Karakteristik Limbah Padat
Nur Hidayat http://lsihub.lecture.ub.ac.id Tek. dan Pengelolaan Limbah
Karakteristik Limbah Padat • Sifat fisik limbah • Sifat kimia limbah • Sifat biologi limbah
1
3/7/2012
Sifat-sifat Fisik Limbah Padat • • • • •
Densitas Kelembapan Ukuran Partikel dan Distribusi Kapasitas Lapang Permeabilitas limbah
Densitas • Densitas adalah berat per unit volume diekspresikan sebagai kg/m3. • Densitas bervariasi karena besarnya variasi komponen limbah, adanya pemadatan, laju dekomposisi, dsb. • Densitas penting karena dibutuhkan untuk mengetahui total massa dan volume limbah yang harus ditangani.
2
3/7/2012
Table 1: Sifat Tipikal Limbah yang tidak dipadatkan COMPONEN Limbah Pangan Kertas Plastik Limbah Kebun Gelas Logam
MASSA (kg)
DENSITAS(kg/m3)
VOLUME (m3)
4.3
288
0.0149
19.6
81.7
0.240
0.82
64
0.013
6.5
104
0.063
3.4
194
0.018
1.95
320
0.00609
Kadar Air • • • • • •
Kadar air adl persentase berat air bahan. Kadar air dirumuskan sebagai berikut: dimana M = Kadar air (%) w = berat awal sampel (kg) d = berat sampel setelah pengeringan pada 105°C (kg)
3
3/7/2012
Table 2: Tipikal kelembapan limbah Kelembapan Tipe Limbah Rumah tangga Limbah Pangan
Kertas Plastik Limbah kebun Gelas
Kisaran (%)
Kelembapan
Tipikal (%)
50 - 80
70
4 - 10
6
1-4
2
30 - 80
60
1-4
2
Ukuran Partikel dan Distribusi • Ukuran dan distribusi komponen limbah penting untuk penanganan, terutama jika akan digunakan pemisahan cara mekanis spt dengan magnetic separators. • Contoh, besi dengan ukuran besar akan berat jika dipisahkan dengan magnetic belt atau drum system.
4
3/7/2012
• Ukuran komponen limbah dapat dirumuskan sebagai berikut: • Sc = l ...Pers 2 • Sc = ...Pers 3 • Sc = ...Pers 4 • keterangan • • • •
Sc = ukuran komponen (mm) l = panjang (mm) w = lebar (mm) h = tinggi (mm)
Kapasitas Lapang • Kapasitas lapang adl jumlah total kelembapan yang dapat ditahan dalam limbah pada tekanan gravitasi. • Penting untuk menangani penumpukan limbah. • Nilai kapasitas lapang limbah yang belum dipadatkan berkisar antara 50 - 60%.
5
3/7/2012
Sifat Kimia Limbah Padat • Pengetahuan tentang komposisi kimia limbah padat penting untuk membantu evaluasi proses yang akan dilakukan. • Jika limbah akan dibakar dpt diketahui energinya, shg dibutuhkan analisis titik pengabuan, analisis unsur, analisis proksimat, dan kandungan energi.. • Analisisi unsur penting untuk determinasi nutrien yang tersedia.
Analisis Proksimat • Analisis proksimat meliputi 4 uji – kehilangan kelembapan ketika dipanaskan pada 105°C selama 1 jam; bahan volatil; senyawa karbon; dan abu (berat residu setelah pembakaran).
6
3/7/2012
Table 3: Nilai Analisis Proksimat (% berdasar berat) Tipe Limbah Pangan campuran Kertas campuran Plastik Campuran Limbah kebun Gelas Rumah tangga MSW
Kelembapan
VOLATILES
Karbon
Abu
70.0
21.4
3.6
5.0
10.2
75.9
8.4
5.4
0.2
95.8
2.0
2.0
60.0
30.0
9.5
0.5
2.0
-
-
96-99
21.0
52.0
7.0
20.0
Source: Tchobanoglous et al. (1993)
Titik pengabuan • Adalah suhu dimana abu dihasilkan dari pembakaran limbah padat dengan suhu 1100 - 1200°C.
7
3/7/2012
Analisis Unsur • Termasuk determinasi karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur, dan abu. • Hasil analisis ini digunakan untuk karakteristik komposisi bahan organik limbah. Hal ini penting untuk menentukan nisbah C/N berkaitan dengan dekomposisi biologis.
Table 4: Data Analisis unsur (% berdasar berat)
TIPE Pangan Kertas Plastik Kebun
Bahan bakar
C
H
O
N
S
Abu
73.0
11.5
14.8
0.4
0.1
0.2
43.3
5.8
44.3
0.3
0.2
6.0
60.0
7.2
22.8
-
-
10.0
46.0
6.0
38.0
3.4
0.3
6.3
44.7
6.2
38.4
0.7
<0.1
9.9
Source: Tchobanoglous et al. (1993)
8
3/7/2012
Kandungan Energi • Kandungan energi komponen limbah dpt dideterminasi menggunakan boiler system, laboratory bomb calorimeter, atau dg menghitung komposisi elemen. • Satuan unit menurut SI adalah kJ/kg. • Kandungan energi penting jika akan dilakukan proses pembakaran limbah
Nutrien Esensial • Jika kandungan organik limbah digunakan untuk konversi biologis spt kompos, produksi metana atau etanol, maka analisa ini penting. • Nutrien utama yang paling penting adalah bentuk - nitrogen (sbg nitrat, ammonium N), fosfor dan potassium
9
3/7/2012
Permeabilitas Limbah yang Dimampatkan • Konduktivitas hidraulik pemampatan limbah adalah sifat fisik yang penting karena dapat memindahkan gas dan cairan dalam landfill. • Permeabilitas juga tergantung pada sifat bahan spt ukuran porositas, distribusi, luas permukaan dsb.
SIFAT BIOLOGIS LIMBAH • Fraksi organik limbah (tdk termasuk karet dan kulit) dapat diklasfikasikan sbb: 1. Bahan larut air – gula, pati, asam amino dan asam organik 2. Hemiselulosa, Selulosa 3. Lemak, minyak dan lilin – ester dari alkohol dan asam lemak rantai panjang 4. Lignin dan lignoselulosa 5. Protein – rantai asam amino
10
3/7/2012
TRANSFORMASI LIMBAH • Transformasi limbah terjadi melalui intervensi manusia atau fenomena alam. • Limbah Padat dapat ditransformasi secara fisik, kimia ataupun biologis
Transformasi Fisik PROSES
METODE
DASAR KONVERSI PRODUK
FISIK
separasi
manual dan/atau mekanis
Penentuan komponen pada limbah
Reduksi volume
tekanan
Limbah awal direduksi volumenya
Reduksi ukuran
Penghancur an, Mengurangi ukuran partikel limbah pencacahan dsb
11
3/7/2012
Transformasi Khemis PROSES
METODE
DASAR KONVERSI PRODUK
pembakaran
Oksidasi termal
CO , SO2, produk oxidasi, abu
pyrolysis
Destruktif, distillation
Berbagai gas, tar, dan/atau minyak
gasifikasi
Pemaksaan udara pembakaran
gas
2
Transformasi Biologis PROSES Kompos aerob
Digesti anaerob
Pengomposan anaerob (landfills)
METODE Konversi biologis aerob
DASAR KONVERSI PRODUK
kompos
Konversi methane, CO , gases, humus biologis anaerob 2
Konversi methane, CO , digested waste biologis anaerob 2
12
3/7/2012
Pentingnya Transformasi Limbah • Transformasi digunakan untuk: 1.Memperbaiki efisiensi sistem nanajemen limbah padat 2.Untuk menjadikan bahan dapat di daur ulang 3.Untuk konversi produk dan energi
13
