STUDI AWAL POTENSI LIMBAH CAIR SAMPAH (LINDI) SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF BIOGAS DI TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) KEPUTIH SURABAYA

STUDI AWAL POTENSI LIMBAH CAIR SAMPAH (LINDI) SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF BIOGAS DI TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) KEPUTIH SURABAYA

Oleh : Buddin A. Hakim Magister Ilmu Lingkungan Konsentrasi Rekayasa Lingkungan Universitas Diponegoro Jln. Imam Bardjo, SH No. 6 Semarang 50241 Website : www.mil.undip.ac.id Email : [email protected], [email protected]

I.

PENDAHULUAN Saat ini sistem penanganan sampah di TPA dilakukan dengan cara : 1. System

Open Dumping, yaitu melakukan penimbunan sampah yang telah dipadatkan menggunakan tanah lempung setiap 3 sampai 4 minggu bahkan terkadang satu tahun sekali. 2. Pengomposan, yaitu Sampah dipilah menjadi sampah kering dan basah, untuk sampah kering didaur ulang dan sampah basah diolah menjadi kompos. 3. Proses Pengolahan Lindi, yaitu lindi diolah pada sebuah unit pengolahan untuk menangani lindi yang dihasilkan oleh sampah pada TPA tersebut, sehingga lindi yang dihasilkan di olah terlebih dahulu sebelum dibuang ke badan air

dengan cara

dibuatkan drainase atau parit disekitar timbunan sampah. Untuk pengaliran air lindi menggunakan kemiringan antara 1 – 2 % air lindi ini akan dikumpulkan dalam satu waduk. Akibat adanya penumpukan sampah tersebut akan menghasilkan pencemaran baik pencemaran udara maupun pencemaran air dan tanah. Salah satu Dampak dari sampah yang menggunung akan menghasilkan lindi, yakni limbah cair, baik yang berasal dari proses pembusukan sampah maupun karena pengaruh luar. Masalah utama yang dijumpai dalam aplikasi penimbunan/pengurugan sampah atau limbah padat lainnya ke dalam tanah adalah kemungkinan pencemaran air tanah oleh lindi, terutama di daerah yang curah hujan dan muka air tanahnya tinggi. Timbulan (debit) lindi serta kualitasnya yang keluar dari timbunan sampah sangat berfluktuasi karena bergantung pada curah hujan serta karakter sampah yang

ditimbun. Kaitan antara banyaknya hujan dan timbulan lindi perlu ditentukan bila hendak merancang kapasitas penanganan lindi, demikian juga beban cemaran lindi yang akan digunakan dalam perancangan (Damanhuri, 2008), Sedangkan menurut Dwirianti, (2010) Salah satu dampak lingkungan yang diakibatkan dari pembuangan sampah ke Tempat Pembuangan Akhir (TPA) adalah ketika air hujan atau run off melewati tumpukan sampah di TPA, lalu melarutkan bahan organik, bahan anorganik dan hasil dekomposisi sampah. Air sampah tersebut kita kenal dengan sebutan leachate atau lindi. Lindi adalah salah satu sumber pencemaran yang mempunyai dampak serius terhadap lingkungan, karena lindi mempunyai angka COD (Chemical Oxygen Demand) dan BOD (Biological Oxygen Demand) yang tinggi yaitu bisa mencapai 45.000 mg/L dan 30.000 mg/L. Sehingga lindi ini dapat mencemari air tanah maupun air permukaan jika meresap ke dalam tanah. Contohnya pada TPA Benowo, sebuah TPA berlokasi di Benowo Surabaya menampung sampah dari seluruh kota Surabaya sebesar 6.160 m3/hari, dari 8.800 m3/hari sampah yang dihasilkan. Dari sampah yang dibuang tersebut memiliki kandungan 70% kadar air yang dikandung oleh sampah basah akan keluar sebagai lindi. Dengan sifat fisik lindi berupa cairan kental berbau menyengat menjadikan suatu masalah yang harus diselesaikan (Sabari dan Wibisono, 2010). Sistem pembuangan yang diterapkan pada TPA sampah Benowo adalah sistem pembuangan terbuka (open dumping). Sistem pembuangan terbuka ini merupakan sistem pembuangan yang paling sederhana dan murah, yaitu menumpukkan sampah pada sebuah cekungan pada lahan yang luas dan dibiarkan terbuka bebas. Salah satu dampak negatif yang dihasilkan adalah air lindi (leachate), yaitu cairan yang dikeluarkan dari sampah akibat proses degradasi biologis. Lindi juga dapat pula didefinisikan sebagai air atau cairan lainnya yang telah tercemar sebagai akibat kontak dengan sampah (Rustiawan et al., 1993). Sementara itu pengolahan lindi dipandang kurang maksimal. Hanya dilakukan treatment yang kurang ekonomis. Disi lain seiring dengan pertumbuhan penduduk, pengembangan wilayah, dan pembangunan dari tahun ke tahun, kebutuhan akan pemenuhan energi listrik dan juga bahan bakar secara nasional pun semakin besar.

Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas – Hakim, 2011

2

Selama ini kebutuhan energi dunia dipenuhi oleh sumber daya tak terbaharukan seperti minyak bumi dan batu bara. Namun tidak selamanya energi tersebut bisa mencukupi seluruh kebutuhan manusia dalam jangka waktu yang panjang mengingat cadangan energi yang semakin lama semakin menipis dan juga proses produksinya yang membutuhkan waktu jutaan tahun. Untuk itu perlu adanya energi alternatif untuk mencukupi kebutuhan manusia dengan cara memanfaatkan biomassa, senyawa organik maupun limbah untuk dikonversi menjadi energi yang bersifat dapat diperbaharui. Lindi ini dapat mencemari lingkungan khususnya lingkungan perairan, baik air permukaan maupun air tanah dangkal. Terbentuknya air lindi merupakan hasil dari proses infiltrasi air hujan, air tanah, air limpasan atau air banjir yang menuju dan melalui lokasi pembuangan sampah (Nemerow dan Dasgupta , 1991). Menurut Damanhuri (2008) didasarkan atas komponen limbah padat yang ditimbun, maka kemungkinan terlepasnya komponen-komponen

pencemar dari

sebuah landfill adalah sebagai berikut: a. Komponen sisa makanan (organik), kayu dan kertas: −

Dapat terbilas dalam lindi: CO2, asam organik, fenol, N-NH4, N-NO2, NNO3, SO4, fosfat, karbonat dsb

−

Sebagai protoplasma mikrobial: C, NH4, P dan K

−

Muncul ke atmosfer sebagai: CO2, CH4, volatil berantai pendek dari asam lemak, NH3 ,H2S, merkaptan, dsb

d. Komponen logam: −

Berbentuk oksida logam, termasuk logam berat, seperti: Al2O3, Al(OH)3, CrO2, Cr2O3, HgO, dsb

−

Dapat terlarut dalam lindi : senyawa sulfat dari Ca, Mg, senyawa bikarbonat dari Fe, Ca, Mg serta senyawa oksida dari Sn, Zn, Cu dan seterusnya

II.

Metode Pembuatan Biogas dari Lindi (Limbah Cair Padat) Dalam penelitian yang dilakukan oleh Sabari dan Wibisono (2010), proses

pembuatan Biogas dari Lindi dilakukan langkah langkah sebagai berikut :


3

Pembuatan Starter inoculum limbah tahu : lindi = 2 : 1 (v/v) difermentasikan selama 4-5 hari

Lindi

Pembuatan Feed dengan perbandingan volume starter Lindi sesuai variable (0 : 100; 20 -80; 30 :70

Pengukuran tekanan, reactor, tekanan gas holder, volume biogas tiap hari

pH dijaga 6,8 – 7,2 Temperatur dijaga 32-35 C, sirkulasi setiap hari

Analisa MLSS, ML, VSS, BOD5, COD tiap 3 kali sehari

Fermentasi selama 15 hari (batch) dalam reaktor

Reaktor dijaga pH 6,8 – 7,2 Temperatur 32-35 C, Recycle ratio 0,5; pengaturan rate umpan sesuai variable sirkulasisirkulasi setiap hari

Analisa tekanan reactor, tekanan gas holder, volume biogas tiap hari

Analisa MLSS, MLVSS, BOD, COD tiap 3 hari sekali

Ferentsi hingga BOD5 konstan

Analisa rate produksi biogas

Analisa komposisi Biogas

Analisa Heating Value

Gambar 1. Langkah langkah pembuatan Biogas dalam skala Laboratorium

Metode penelitian yang digunakan adalah prinsip Anaerobic Digester dengan bahan baku lindi (limbah cair sampah) dan inokulum limbah tahu (bakteri Methanogen dalam limbah tahu yang telah ditumbuhkan dan diisolasikan) yang


4

digunakan sebagai starter. Starter diperoleh dari pencampuran inokulum limbah tahu dengan lindi, dengan perbandingan 2:1. Sedangkan variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah perbandingan antara starter dengan lindi pada feed dengan perbandingan 0:100; 20:80; 30:70(v/v) serta rate umpan sebesar 0,8 liter/hari dan 1 L/hari. Penelitian ini dilakukan pada suhu 32-35 C, pH 6.87,8,dan recycle ratio (Qr/Q) sebesar 0.5. Penelitian ini berlangsung dua tahap yaitu sistem batch dan kontinyu. Pada proses kontinyu dilakukan penambahan lindi sesuai variabel rate umpan. III. HASIL DAN DISKUSI 1. Kondisi Umum TPA Benowo Surabaya

Gambar 2. Lokasi Timbunan Sampah di TPA Benowo Surabaya (Pengolahan data, 2011)


5

Lokasi TPA Benowo berada di Bagian Barat kota Surabaya. Lokasi Pembuangan Sampah ini adalah pengganti lokasi pembuangan sampah yang sebelumnya terdapat di Keputih. Lokasi pembuangan ini dipindah disebabkan karena semakin padatnya pemukiman di sekitar wilayah keputih. Di TPA Benowo, selain digunakan sebagai tempat akhir pembuangan sampah, juga dijadikan tempat untuk mengolah limbah-limbah yang dihasilkan agar tidak terlalu mencemari lingkungan disekitarnya. Teknologi tersebut adalah Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL), Jembatan Timbang, Bangunan ini dilengkapi dengan perangkat-perangkat komputer dan elektronik, yang berfungsi sebagai sarana dan media untuk mengetahui besaran volume (tonase) sampah yang diangkut masuk kedalam TPA Benowo. Dengan adanya jembatan timbang ini dapat diketahui asal atau sumber sampah, nama sopir pengangkut sampah dan nomor polisi kendaraan pengangkut sampah. Data-data tersebut dimasukkan kedalam database, dan menghasilkan laporan (report) yang kemudian dikirimkan di kantor pusat Dinas Kebersihan dan Pertamanan Kota Surabaya. tetapi dari sumber pengamatan yang ada di TPA ini belum terdapat unit pemanfaatan Lindi, sehingga Lindi hanya ditampung di sebuah kolom stabilitas dan dilakukan Treatmen. Lindi yang dihasilkan di TPA Benowo mempunyai nilai BOD sebesar 1.810 mg/L, COD sebesar 3.040 mg/L dan TDS sebesar 21.000 mg/L. Saat ini lindi TPA Benowo diolah dengan koagulasi dan flokulasi menggunakan polimer, tawas dan kapur, diikuti dengan kolam pematangan. Tetapi efluen yang dihasilkan mempunyai angka BOD sebesar 378 mg/L, COD sebesar 1.016 mg/L, dan TDS sebesar 6.000 mg/L. Nilai tersebut masih tidak memenuhi standar peraturan yang berlaku di Jawa Timur, yaitu BOD, COD, TSS dan TDS berturut-turut sebesar 50 mg/L, 100 mg/L, 200 mg/L dan 2.000 mg/L pada Baku Mutu Limbah Cair SK Gub. Jatim No.45 tahun 2002 (Dwirianti, 2010). Menurut Dwirianti (2010), Lindi yang dihasilkan dari sampah yang dibuang ke TPA Benowo adalah 300 m3/hari. Sedangkan menurut penelitian yang dilakukan oleh Azizah (2010), Karakteristik Sampah dan Lindi di TPA Benowo Surabaya adalah sebagai berikut :


6

Tabel 1. Karakteristik Sampah di TPA Benowo (Azizah, 2010) Parameter Kelembaban Volatile solid C H O N S

Satuan % % % % % % %

Nilai 33,92 24,75 37,36 5 29,26 2,04 0,31

Tabel 2. Karakteristik Sampah di TPA Benowo (Azizah, 2010) Parameter BOD COD Chloride N P

Satuan mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L

Nilai 900 2000 3500 1204,76 2,88

Gambar 3. Tumpukan sampah di Lokasi TPA Benowo (Foto : Dwirianti, 2010)


7

Gambar 4.Genangan Lindi di TPA Benowo (Foto : Dwirianti, 2010)

2. Proses Terjadinya Lindi Lindi adalah limbah cair yang timbul akibat masuknya

air eksternal ke

dalam timbunan sampah, melarutkan dan membilas materi-materi terlarut, termasuk juga materi organik hasil proses dekomposisi biologis. Dari sana dapat diramalkan bahwa kuantitas dan kualitas lindi akan sangat bervariasi dan berfluktuasi (Gambar 5). Dapat dikatakan bahwa kuantitas lindi yang dihasilkan akan banyak tergantung pada masuknya air dari luar, sebagian besar dari air hujan, disamping dipengaruhi oleh aspek operasional yang diterapkan seperti aplikasi tanah penutup, kemiringan permukaan, kondisi iklim, dan sebagainya. Kemampuan tanah dan sampah untuk menahan uap air dan kemudian menguapkannya bila memungkinkan, menyebabkan perhitungan timbulan lindi agak rumit untuk diprakirakan. Dalam kaitannya dengan perancangan prasarana sebuah landfill, paling tidak terdapat dua besaran debit lindi yang dibutuhkan dari sebuah lahan urug,


8

yaitu: 

Guna perancangan saluran penangkap dan pengumpul lindi, yang mempunyai skala waktu dalam orde yang kecil (biasanya skala jam), artinya saluran tersebut hendaknya mampu menampung lindi maksimum yang terjadi pada waktu tersebut



Guna perancangan pengolahan lindi, yang biasanya mempunyai orde dalam skala hari, dikenal sebagai debit rata-rata harian.

Gambar 5. Skema terjadinya lindi (Vesilind, 2002 dalam Damanhuri, 2008)

3. Teknologi Penampungan Lindi atau Treatment Terhadap Limbah Untuk mendukung pemanfaatn Lindi sebagai Biogas maka dilakukan upaya penampungan Lindi dengan menggunakan kolam kolam stabilitas, serta treatment pada kolam stabilitas tersebut agar didapatkan kondisi yang mendukung terbentuknya energi dalam hal ini energy yang didapatkan adalah energy panas dengan nilai heating value (kkal/kg). Adapun proses yang dilakukan dalam kolam stabilitas adalah


9

sebagai berikut dengan contoh parameter dari kandungan Lindi yang didapatkan dengan penanganan tersebut. 1.

Kolam stabilisasi aerobik: Agaknya cocok untuk kondisi Indonesia karena relatif tersedia sinar matahari, sederhana dan relatif murah. Beberapa hasil dari TPA di negara yang mempunyai musim dingin adalah

•

TPA Lingen (Jerman): dengan waktu kontak 100 hari diperoleh penyisihan BOD sebesar 99,8 %

•

TPA Ugley (Inggeris): dengan

waktu kontak 100

hari

mempunyai

kemampuan penyisihan BOD sebesar 99,7 % dan COD sebesar 97,1 % •

TPA Peslan (Perancis): total penyisihan BOD (diakhiri dengan pembubuhan kapur) adalah 96 % sedang COD sebesar 80 %

2.

Kolam stabilisasi anaerobik : Waktu kontak 15 hari dengan beban 1 - 2 Kg COD/M3/hari diperoleh penyisihan COD antara 85 -90 % dari COD masuk rata-rata 27.000 mg/L (TPA San Liberale - Italia).

4. Teknologi Pemanfaatan Lindi Sebagai Biogas Biogas merupakan sebuah proses produksi gas bio dari material organik dengan bantuan bakteri. Proses degradasi material organik ini tanpa melibatkan oksigen disebut anaerobik digestion Gas yang dihasilkan sebagian besar (lebih 50 % ) berupa metana. material organik yang terkumpul pada digester (reaktor) akan diuraiakan menjadi dua tahap dengan bantuan dua jenis bakteri. Dalam kajian ini proses yang dilakukan untuk mendapatkan Biogas dari Lindi dilakukan dengan melakukan proses Anaerobik Digestion, Tahap pertama material orgranik yang berasal dari timbunan sampah yang telah menjadi cairan akan didegradasi menjadi asam asam lemah dengan bantuan bakteri pembentuk asam. Bakteri ini akan menguraikan sampah pada tingkat hidrolisis dan asidifikasi. Hidrolisis yaitu penguraian senyawa kompleks atau senyawa rantai panjang seperti


10

lemak, protein, karbohidrat menjadi senyawa yang sederhana. Sedangkan asifdifikasi yaitu pembentukan asam dari senyawa sederhana. Setelah material organik berubah menjadi asam asam, maka tahap kedua dari proses anaerobik digestion adalah pembentukan gas metana dengan bantuan bakteri pembentuk metana seperti methanococus, methanosarcina, methano bacterium. Perkembangan proses Anaerobik digestion telah berhasil pada banyak aplikasi. Proses ini memiliki kemampuan untuk mengolah sampah / limbah yang keberadaanya melimpah dan tidak bermanfaat menjadi produk yang lebih bernilai. Aplikasi anaerobik digestion telah berhasil pada pengolahan limbah industri, limbah pertanian limbah peternakan dan municipal solid waste (MSW). Kualitas lindi akan tergantung dari beberapa hal, seperti variasi dan proporsi komponen sampah yang ditimbun, curah hujan dan musim, umur timbunan, pola operasional, waktu dilakukannya sampling. Tipikal kualitas lindi di luar negeri tercantum dalam Tabel 3. Terlihat bahwa lindi tersebut mempunyai karakter yang khas, yaitu: - lindi dari landfill yang muda bersifat asam, berkandungan organik yang tinggi, mempunyai ion-ion terlarut yang juga tinggi serta rasio BOD/COD relatif tinggi - lindi dari landfill yang sudah tua sudah mendekati netral, mempunyai kandungan karbon organik dan mineral yang relatif menurun serta rasio BOD/COD relatif menurun Lindi landfill sampah kota yang berumur di atas 10 tahunpun ternyata mempunyai BOD dan COD yang tetap relatif tinggi. Tabel 3.Rentang kualitas lindi di luar negeri (Damanhuri, 2008). Parameter BOD COD pH SS N-NH3 N-NO3 P-total Alkalinitas Sulfat Kalsium

Landfill umur < 2 tahun Rentang

Tipikal

Landfill umum > 10 tahun

2000-30.000 3000-60.000 4,5 - 7,5 200-2000 10 - 800 5 - 40 5 - 100 1000-10.000 50 - 100 200 - 3000

10.000 18.000 6,0 500 200 25 30 3000 300 1000

100 - 200 100 - 500 6,6 - 7,5 100 - 400 20 - 40 5 - 10 5 - 10 200 - 1000 20 - 50 100 - 400


11

Magnesium Khlorida Natrium Besi total

50 - 1500 200 - 2500 200 - 2500 50 - 1200

250 500 500 60

50 - 200 100 - 400 100 - 200 20 - 200

Pemantauan lindi di beberapa TPA telah dilakukan di Indonesia sejak tahun 1988. Berdasarkan hasil analisa lindi tersebut dapat disimpulkan bahwa kekhasan lindi sampah Indonesia adalah berkarakter tidak asam dan mempunyai nilai COD yang tinggi. Pada dasarnya tanah asli di bawah TPA mempunyai kemampuan untuk mengadsorpsi dan mendegradasi pencemar, namun adanya lapisan liner tambahan akan lebih menjamin hal tersebut di atas. Tanah lempung mempunyai kemampuan yang baik dalam menahan pencemar anorganik, misalnya logam-logam berat melalui mekanisme sorpsi. Penggunaan campuran tanah / materi yang bersifat alkalin sebagai tanah penutup akan menaikkan pH lindi, sehingga proses dekomposisi akan lebih cepat, terutama guna mendorong konversi karbon organik ke pembentukan gas metana dan memungkinkan logam-logam tertentu menjadi terendapkan.

5. Metode Perhitungan Potensi Lindi TPA Benowo Surabaya Menurut Damanhuri (2008), Pendekatan yang biasa digunakan dalam memprediksi banyaknyanya lindi dari sebuah landfill adalah dengan metode neraca air dengan: a. Metode Thorntwaite b. Metode HELP, yang dikembangkan oleh USEPA.

Metode neraca air dari Thorntwaite: Lindi yang timbul setelah pengoperasian selesai, dapat diperkirakan dengan menggunakan suatu metoda yang disebut Metoda Neraca Air (Water Balance Method). Metoda ini didasari oleh asumsi bahwa lindi hanya dihasilkan dari curah hujan yang berhasil meresap masuk ke dalam timbunan sampah (perkolasi). Beberapa sumber lain seperti air hasil dekomposisi sampah, infiltrasi muka air tanah, dan aliran air permukaan lainnya dapat diabaikan. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap


12

kuantitas perkolasi dalam Metoda Neraca Air ini adalah: - Presipitasi Evapotransipitasi - Surface run-off, dan - Soil moisture storage.

PERC = perkolasi, air yang keluar dari sistem menuju lapisan di bawahnya, akhirnya menjadi leachate (lindi) P = presipitasi rata-rata bulanan dari data tahunan RO = limpasan permukaan (runoff) rata-rata bulanan dihitung dari presipitasi serta koefisien limpasan AET = aktual evapotranspirasi , menyatakan banyaknya air yang hilang secara nyata dari bulan ke bulan ST = perubahan simpanan air dalam tanah dari bulan ke bulan, yang terkait dengan soil moieture stotage

Model Hydrologic Evaluation of Landfill Performance (HELP): Model HELP dikembangkan oleh USEPA yang dapat di-download lanfgsung melalui situs. HELP merupakan program simulasi yang paling banyak digunakan di dunia dalam merancang, mengevaluasi dan mengoptimasi kondisi hidrologi dari sebuah landfill serta laju timbulan lindi yang dilepas ke alam. Versi komersialnya dengan penampilan grafik dalam sistem Windows 95/98/NT/2000 antara lain dikeluarkan oleh Waterloo-Hydrogeologic Software.

Model HELP merupakan sebuah model

quasi-two-dimensional serta model hidrologi multi-layer, yang membutuhkan input data sebagai berikut: 1. Data cuaca: parameter-parameter presipitasi, radiasi matahari, temperatur dan evapotranspirasi


13

2. Sifat-sifat tanah: porositas, field capacity, wilting point, dan hydraulic conductivity 3. Informasi desai landfill: pelapis dasar (liners), sistem pengumpul lindi, sistem pemgumpul runoff, dan kemiringan permukaan landfill Contoh hasil evaluasi model ini yang diterapkan pada sebuah landfill sampah kota di sebuah permukiman pertambangan di Papua, adalah seperti ditampilkan dalam Tabel 4 dan 5 berikut ini. Data tersebut kemudian dapat dimunculkan secara bulanan, sehingga dapat diketahui secara lebih lengkap pola fluktuasi timbulan leachate.

Skenario yang disusun adalah sebagai berikut: 

Skenario-1: mewakili Landfill-1 eksisting sebagai landfill yang telah ditutup



Skenario-2: mewakili Landfill-2 (baru) yang baru terisi sampah ¼ bagian



Skenario-3: mewakili Landfill-2 menggambarkan kondisi terisi penuh



Skenario-4: mewakili Landfill-2 setelah terisi penuh, ditutup tanah penutup

Tabel 4, Hasil model HELP rata-rata tahunan (Damanhuri, 2008) Skenario 1

2

3

4

Parameter Precipitasi Runoff Evapotranspirasi Percolasi Precipitasi Runoff Evapotranspirasi Percolasi Precipitasi Runoff Evapotranspirasi Percolation Precipitasi Runoff Evapotranspirasi Percolasi

mm 8817.12 4015.88 2308.40 2433.19 8817.12 0.00 2366.26 2710.17 8817.12 3932.63 2316.19 2551.95 8817.12 4314.92 2308.39 2164.38

M3 15059.64 6859.12 3942.75 4155.88 46289.88 0.00 12422.84 14228.37 138869.6 461938.89 36479.93 40193.25 138869.6 467960.01 36357.06 34089.04

Percen 100.00 45.55 26.18 27.60 100.00 0.00 26.84 30.74 100.00 44.60 26.27 28.94 100.00 48.94 26.18 24.55


14

Tabel 5. Hasil model HELP untuk harian-puncak Skenario 1 2 3 4

Harian-puncak (mm) Area (ha) Debit (L/det) 12.55 1.708 2.48 7.42 0.525 0.45 7.41 1.575 1.35 8.04 1.575 1.47

m3/hari 214.35 38.96 116.71 126.63

Berikut diberikan kandungan Lindi dari beberapa TPA di Indonesia (Damanhuri, 2008) Tabel 6. Gambaran variasi kualitas lindi dari beberapa TPA di Indonesia Kota - Bogor

pH 7,5 8

COD 28723 4303

N-NH4 770 649

N-NO2 0 0,075

DHL 40480 24085

- Cirebon

7 7

3648 13575

395 203

0,225 0,375

10293 12480

- Jakarta

7,5 7 8

6839 413 1109

799 240 621

0 0,075 0,35

13680 3823 1073

- Bandung (Leuwigajah) - Solo - Magelang

6 7 6 8,03

58661 7379 6166 24770

1356 738 162 -

6,1 2,775 0,225 -

26918 20070 3540 6030

6. Pemanfaatan Lindi sebagai Biogas Sabari dan Wibisono (2010), melakukan Penelitian untuk mendapatkan Biogas dengan menggunaka Lindi, yaitu dengan melakukan penelitian skala laboratorium dengan proses semi batch untuk mengolah lindi (limbah cair sampah) yang berasal dari TPA Benowo dengan menggunakan starter berupa Inokulum limbah cair industri tahu.


15

Tabel 7. Kondisi kandungan Lindi dari TPA Benowo No

Parameter

Satuan

Besaran

1

Suhu

o

29

2

COD

Mg/L

6200

3

pH

4

Karbohidrat

%

6.62

5

Protein

%

3.14

6

Lemak

%

1.05

C

4-5

Rizkiyah (2008) dalam Sabari dan Wibisono (2010). KONDISI OPERASI : •

pH 6,8 – 7,8

•

Temperatur 32oC – 35oC

•

Perbandingan pada pembuatan starter antara inokulum limbah tahu : lindi = 2:1

•

Pengadukan 1 kali sehari

•

Recycle ratio 0,5

•

Fermentasi batch secara 15 hari

•

Fermentasi kontinyu hingga BOD5 konstan

•

Volume reaktor sebesar 20 liter di isi feed sebanyak 16 liter feed5

VARIABEL PENELITIAN : Perbandingan antara starter dengan lindi pada feed : •

0% : 100% v/v

•

20% : 80% v/v

•

30% : 70% v/v

•

Rate umpan : 0,8 L/hari

•

1 L/hari


16

Gambar Alat Reaktor.

Gambar 6. Reaktor penghasil Biogas (Sabari dan Wibisono (2010)) Keterangan alat : 1. Reaktor; 2. Jacket; 3. Pompa; 4. Gas holder; 5. Manometer; 6. Feed tank; 7. Thermometer;

8. Valve; 9. Heater; 10. Water inlet; 11. Water outlet.

Tabel 8. komposisi biogas yang dihasilkan pada rate 0,8 liter/hari Kompoen

Perbandingan volume starter : lindi (v/v) 0:100 20:80 30:70

CH4 CO2 H2S NH3 Heating value (kkal/kg)

53.80% 8.32% 1.20% 2.41% 8560

66.72% 7.26% 0.82% 1.32% 9976

67.36% 6.28% 0.74% 1.16% 10525

Tabel 9. komposisi biogas yang dihasilkan pada rate 1 liter/hari Kompoen CH4 CO2 H2S NH3 Heating value (kkal/kg)

Perbandingan volume starter : lindi (v/v) 0:100 20:80 30:70 56.82% 68.74% 69.58% 8.74% 6.82% 5.86% 1.02% 0.98% 0.88% 2.80% 2.53% 2.21% 9846 11015 11126


17

Gambar 7. Hubungan Pengaruh Rate terhadap produksi Biogas

Berdasarkan gambar 7 dibawah ini diperoleh bahwa pada komposisi perbandingan antara starter : lindi dengan perbandingan 0:100(v/v) dengan rate umpan sebesar 0,8 liter/hari didapatkan rate produksi biogas rata-rata sebesar 0,506 liter/hari, sedangkan pada rate umpan 1 liter/hari didapatkan rate produksi biogas rata-rata sebesar 1,493 liter/hari. Pada komposisi perbandingan starter : lindi dengan perbandingan 20:80(v/v) dengan rate umpan sebesar 0,8 liter/hari didapatkan rate produksi biogas rata-rata sebesar 0,605 liter/hari, sedangkan pada rate umpan 1 liter/hari didapatkan rate produksi biogas rata- rata sebesar 1,839 liter/hari. Pada komposisi perbandingan starter : lindi dengan perbandingan 30:70(v/v) dengan rate umpan sebesar 0,8 liter/hari didapatkan rate produksi biogas rata-rata sebesar 0,648 liter/hari, sedangkan pada rate umpan 1 liter/hari didapatkan rate produksi biogas rata-rata sebesar 1,869 liter/hari. Sehingga pada variabel antara komposisi starter dan biogas yang sama dengan rate umpan 1 liter/hari menghasilkan produksi biogas yang lebih besar daripada rate umpan 0,8 liter/hari. Hal ini dikarenakan pada rate umpan 1 liter/hari memiliki sumber karbon (C) yang lebih banyak daripada rate umpan 0,8 liter/hari.


18

Gambar 8. Hubungan Pengaruh Rate Terhadap Heating Value

Berdasarkan gambar 8 pada rate umpan sebesar 0,8 liter/hari pada variabel komposisi starter:lindi dengan perbandingan 0:100, 20:80, 30:70(v/v) didapatkan kadar gas metana sebesar 53,80%, 66,72%, 67,36%. Sedangkan pada rate umpan sebesar 1 liter/hari pada variabel komposisi starter:lindi dengan perbandingan 0:100, 20:80, 30:70(v/v) didapatkan kadar gas metana sebesar 56,82%, 68,74%, 69,58%. Berdasarkan gambar 2 menunjukkan penambahan jumlah starter pada komposisi feed menghasilkan kadar gas metana yang semakin besar. Demikian pula pada rate umpan, pada penambahan rate umpan diikuti dengan kenaikan kadar gas metana dalam biogas. Sedangkan berdasarkan gambar 9 terlihat pada peningkatan rate umpan menghasilkan peningkatan heating value biogas. Untuk komposisi starter : lindi perbandingan 0:100 (v/v) pada rate umpan 0,8 liter/hari dan 1 liter/hari dihasilkan heating value sebesar 8.560 kkal/kg dan 9.846 kkal/kg.


19

Gambar 9. Hubungan pengaruh rate terhadap Gas Metana yang dihasilkan

Dengan rate produksi lindi TPA Benowo sebesar 400 m3/hari berpotensi menghasilkan biogas sebesar 720 m3/hari bogas. Menurut Sabari dan Wibisono (2010), Jumlah 720 m3/hari biogas setara dengan 331.2 kg elpiji, apabila untuk keperluan memasak 1 keluarga membutuhkan 1 kg elpij i/hari. maka 720 m3/hari biogas bisa memenuhi 330 keluarga untuk memasak perhari.

IV. 1.

KESIMPULAN Limbah cair sampah atau Lindi berpotensi untuk digunakan sebagai bahan untuk membuat Biogas sebagai salah satu alternative penanganan Limbah selain upaya pengolahan.

2.

TPA Benowo Surabaya mempunyai potensi untuk pembuatan energy Biogas dari Lindi.

3.

Semakin besar komposisi starter menghasilkan rate produksi biogas, % gas metana dan heating value yang semakin meningkat

4.

Dengan penambahan rate umpan menghasilkan rate produksi Biogas, % gas metana dan heating value yang semakin meningkat


20

V.

DAFTAR PUSTAKA

Azizah, Lailatul. 2010. Studi Pengaruh Salinitas Terhadap Laju Sampah Di TPA Benowo. Tugas Akhir. Tugas Akhir. ITS. Surabaya Damanhuri, Enri. 2008. Diktat : Landfilling Limbah. Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan. ITB. Bandung Dwirianti, Dewi, 2010. Pengolahan Lindi TPA Benowo dengan Biji Moringa Oleifera Lam dan Membran Mikro-Filtrasi. Jurnal. ITS. Surabaya Nemerow, N.L. dan A. Dasgupta. 1991. Industrial and Hazardous Waste Treatment. Van Nostrand-Reinhold, New York. 743 p. Rustiawan, A. I. Ekayanti dan T. Riani. 1993. Kandungan Logam Berat Timah Hitam pada Sayuran di Sekitar Lokasi Pembuangan Akhir Sampah Akhir (LPA) Kapuk Kamal, Cengkareng, Jakarta. Laporan Penelitian. Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi. IPB. Bogor. Sabari, Imam., Wibisono, Lukman. 2010. Pemanfaatan Lindi (Limbah Cair Sampah) Untuk Produksi Biogas Sebagai Upaya Menanggulangi Dampak Pencemaran Sampah. Tugas Akhir. Fakultas Teknologi Industri. ITS. Surabaya


21

STUDI AWAL POTENSI LIMBAH CAIR SAMPAH (LINDI) SEBAGAI SUMBER ENERGI ALTERNATIF BIOGAS DI TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) KEPUTIH SURABAYA

Recommend Documents