PENGARUH RESIRKULASI LINDI TERHADAP LAJU DEGRADASI SAMPAH DI TPA NGIPIK, GRESIK

Transkripsi

1 PENGARUH RESIRKULASI LINDI TERHADAP LAJU DEGRADASI SAMPAH DI TPA NGIPIK, GRESIK Oleh: Ummy Arofah A. NRP Dosen Pembimbing: I.D.A.A. Warmadewanthi, ST., MT., PhD. NIP

2 LATAR BELAKANG TPA Ngipik, Gresik - Open Dumping yang mengakibatkan timbulnya bau, tercemarnya air tanah, dan timbulnya asap. - Belum ada pengolahan lindi di TPA (resirkulasi lindi) - Resirkulasi lindi adalah upaya untuk mempercepat proses degradasi sampah (Francois, et al., 2007).

3 Rumusan Masalah & Tujuan Rumusan Masalah Pengaruh resirkulasi lindi terhadap laju degradasi sampah Pengaruh resirkulasi lindi terhadap effluent lindi Pengaruh resirkulasi lindi terhadap produksi gas methane Tujuan Mengkaji pengaruh resirkulasi lindi terhadap laju degradasi sampah Mengkaji Pengaruh resirkulasi lindi terhadap effluent lindi Mengkaji Pengaruh resirkulasi lindi terhadap produksi gas methane

4 RUANG LINGKUP 1. Sampel sampah dan lindi berasal dari TPA Ngipik, Gresik. 2. Penelitian dilakukan pada skala laboratorium dengan menggunakan reaktor sampah. 3. Analisa kualitas lindi dan sampah dilakukan di Laboratorium Teknik Lingkungan FTSP-ITS. 4. Analisa sampah (Ultimate analysis) dilakukan di Laborathorium Research Center, Robotika ITS. 5. Sampah pada reaktor dicacah. 6. Bahan Biostarter yang digunakan adalah organodegra. 7. Pada penelitian ini digunakan First Order Reaction.

5 MANFAAT Penelitian ini diharapkan dapat menjadi salah satu alternatif efektif pengolahan sampah di TPA khususnya TPA Ngipik, Gresik. Berdasarkan hasil penelitian nantinya akan diketahui pengaruh resirkulasi lindi terhadap laju degradasi sampah dan kualitas lindi yang dihasilkan. Resirkulasi lindi juga merupakan suatu alternatif yang dapat diterapkan pada TPA dengan sistem Sanitary Landfill.

6 KARAKTERISTIK KIMIA SAMPAH Proxymate analysis (Kadar air, VS) Ultimate analysis (C, H, O, N)

7 Fase Degradasi Sampah secara Anaerobik di TPA Hydrolisis (I) Acedogenesis (II) Acetogenesis (III) Methanogenesis (IV) Stabilisasi (V) Sumber: Williams, 2005.

8 Karakteristik Lindi II III IV V Kostova, 2006

9 Resirkulasi Lindi di TPA Manfaat: Resirkulasi memiliki manfaat mempercepat stabilisasi bahan organik dalam sampah (McBean, 1995). Resirkulasi tidak menghilangkan kandungan yang dibutuhkan untuk mendegradasi sampah (McBean, 1995). Resirkulasi tidak hanya meningkatkan kualitas lindi, tetapi mampu mempersingkat waktu degradasi sampah (Sponza dan Agdad, 2004). Resirkulasi lindi mempercepat produksi biogas (Hao, et al., 2007).

10 Bioactivator Organodegra Kandungan Mikroorganisme adalah isolat khusus Bacillus sp., Lactobacillus sp., Aspergillus sp., Trichoderma sp., dan Yeast. Fungsi organodegra yaitu: Mempercepat proses pengomposan Memperbaiki kualitas kompos Keunggulannya adalah: Mempercepat proses degradasi sampah (kompos) yaitu 7-14 hari Mengandung 5 macam mikroba aktif

11 Reaktor Sampah (Anaerobik) Volume 110 L Sampah diacak terlebih dahulu Densitas 500 kg/m 3 Terdapat 8 reaktor anaerobik.

12 Con t - R1 = Resirkulasi (240 ml/mnt), tanpa organodegra - R2 = Resirkulasi (240 ml/mnt), organodegra 3,75 gram/l - R3 = Resirkulasi (240 ml/mnt), organodegra 5 gram/l - R4 = Resirkulasi (240 ml/mnt), organodegra 6,25 gram/l - R5 = Resirkulasi (480 ml/mnt), tanpa organodegra - R6 = Resirkulasi (480 ml/mnt), organodegra 3,75 gram/l - R7 = Resirkulasi (480 ml/mnt), organodegra 5 gram/l - R8 = Resirkulasi (480 ml/mnt), organodegra 6,25 gram/l

13 Variasi Penelitian: Debit resirkulasi & beban organodegra Pelaksanaan Penelitian Pengoperasian Reaktor: Debit 240 ml/menit & 480 ml/menit Pengujian Parameter: COD, BOD, ph, suhu, salinitas, dan laju degradasi

14 Yield Gas Methane. Y(%) = [CH4/COD]x100% Analisa & Pembahasan Kualitas effluent lindi. COD, BOD, ph, suhu, salinitas, dan laju degradasi Laju Degradasi Sampah. -dc/dt = k.c

15 Rumus Empiris Sampah (C 149 H 206 O 50 N) Analisis Parameter Satuan Nilai (w/w) Proximate Moisture % 37,46 Analysis Content Volatile Solid % Ultimate Karbon % Analysis Hidrogen % 6.96 Oksigen % Nitrogen % 0.50 Karakteristik Lindi Parameter Satuan Nilai BOD mg/l 2876 COD mg/l 4640 Salinitas ppt 6.01 Penelitian Pendahuluan

16 Perhitungan Gas C 149 H 206 O 50 N (206) 2(50) 3(1) 4 H 2 O (206) 2(50) 3(1) 8 CH (206) + 2(50) + 3(1) 8 CO 2 + (1)NH 3 Koefisien H 2 O = Koefisien CH 4 = Koefisien CO 2 = (206) 2(50) 3(1) (206) 2(50) 3(1) (206)+2(50)+3(1) 8 = 73,25 = 83,37 = 61,62

17 C 149 H 206 O 50 N + 73,25 H 2 O 83,37 CH ,62 CO 2 + NH 3 Mr 2811, , ,89 17,04 Volume CH 4 (g) = Koef CH 4 Koef C 149 H 206 O 50 N Mr CH 4 Mr C 149 H 206 O 50 N = 83,37 1 Berat Kering Sampah (kg) Densitas CH4 Densitas Sampah ,7167 kg/m3 = 0,057 L (per 100 gram 2811,56 500kg/m 3 sampel) = 0,00057 L/gram = 100% MC x Berat Sampah = (100%-37,46%) x 45 kg = 28,143 kg = gram Produksi CH 4 = Berat kering sampah x Volume CH 4 = gram x 0,00057 L/gram = 16 L

18 Produksi Gas Metan Produksi Gas Methane dengan debit 240 ml/menit

19 Produksi Gas Methane dengan debit 480 ml/menit Con t

20 Yield Gas Metan (%) Debit (ml/menit) Organodegra Reaktor Yield (%) 0 Reaktor Reaktor Reaktor Reaktor Reaktor Reaktor Reaktor Reaktor Yield yang dihasilkan paling tinggi adalah R 8 dengan debit resirkulasi 480 ml/menit dengan penambahan organodegra 6,25 gram/l. Nilai terkecil terletak pada R 1 yang merupakan reaktor kontrol tanpa resirkulasi dan tanpa penambahan organodegra.

21 Kualitas effluent lindi Suhu ( o C) debit 240 ml/menit Suhu ( o C) debit 480 ml/menit

22 Kualitas effluent lindi ph debit 240 ml/menit ph debit 480 ml/menit

23 Salinitas (ppt) debit 480 ml/menit Salinitas (ppt) debit 240 ml/menit

24 Kualitas effluent lindi Konsentrasi BOD (mg/l) R1 : Resirkulasi, tanpa organodegra R2 : Resirkulasi, organodegra 3.75 g/l R3 : Resirkulasi, organodegra 5 g/l R4 : Resirkulasi, organodegra 6.25 g/l Waktu (hari) R1 R2 R3 R4 Konsentrasi BOD debit 240 ml/menit

25 Kualitas effluent lindi 8000 R5 : Resirkulasi, tanpa organodegra R6 : Resirkulasi, organodegra 3.75 g/l R7 : Resirkulasi, organodegra 5 g/l R8 : Resirkulasi, organodegra 6.25 g/l 6000 Konsentrasi BOD (mg/l) Waktu (hari) R5 R6 R7 R8 Konsentrasi BOD debit 480 ml/menit

26 III Kualitas effluent lindi IV R1 : Resirkulasi, tanpa organodegra R2 : Resirkulasi, organodegra 3.75 g/l R3 : Resirkulasi, organodegra 5 g/l R4 : Resirkulasi, organodegra 6.25 g/l Konsentrasi COD (mg/l) Waktu (hari) R1 R2 R3 R4 Konsentrasi COD debit 240 ml/menit

27 III Kualitas effluent lindi IV R5 : Resirkulasi, tanpa organodegra R6 : Resirkulasi, organodegra 3.75 g/l R7 : Resirkulasi, organodegra 5 g/l R8 : Resirkulasi, organodegra 6.25 g/l Konsentrasi COD (mg/l) Waktu (hari) R5 R6 R7 R8 Konsentrasi COD debit 480 ml/menit

28 Debit 240 ml/menit Laju degradasi Sampah So Se -In Se/So Hari Ke- R 1 R 2 R 3 R 4 R 1 R 2 R 3 R 4 R 1 R 2 R 3 R Organodegra (gram) k (hari -1 ) b R 2 y = x y = x y = x y = x

29 Debit 240 ml/menit Laju degradasi Sampah

30 Debit 480 ml/menit Laju degradasi Sampah Hari Ke- R 5 So Se -In Se/So R 6 R 7 R 8 R 5 R 6 R 7 R 8 R 5 R 6 R 7 R Organodegra (gram) k (hari -1 ) b R 2 y = x y = x y = x y = x

31 Kondisi Akhir Penelitian 1. Hasil Akhir Penelitian Debit (ml/menit) Reaktor Organodeg ra (gr/l) Removal BOD (%) Removal COD (%) yield (%) laju degradasi (kg/hari) Ditunjukkan bahwa pada debit 240 ml/menit R 4 merupakan reaktor yang paling bagus dan efektif. Sedangkan pada debit 480 ml/menit R 8 merupakan reaktor yang paling bagus dan efektif.

32 2. Perhitungan Mass Balance Kondisi Akhir Penelitian COD (a) = COD (b) + COD (c) + COD (d) + COD (e) dimana : (a) = COD lindi yang dimasukkan ke reaktor (g) (b) = COD lindi yang tertahan dalam sampah (g) (c) = COD lindi yang keluar setelah resirkulasi (g) (d) = COD yang diubah menjadi gas metan (g) (e) = COD yang terdegradasi oleh sampah (g) - COD (a) = Qawal x C = 14,4 L x mg/l = mg = 230 gram - COD (b) = COD a COD c COD(d) = ,78 (gram) = 209 gram - COD (c) = Qakhir x C = 13 L x 1600 mg/l = mg = 21 gram - COD (d) = P. V = n. R. t n = P.V/R.t n = 0,05 massa = n x Mr CH 4 = 0,78 gram - COD (e) pada penelitian ini dianggap tidak ada.

33 2. Perhitungan Mass Balance Kondisi Akhir Penelitian Reaktor COD (a) Mass Balance (gram) COD (b) COD (c) COD (d) diketahui bahwa dengan COD lindi awal yang dimasukkan sebelum resirkulasi (R8) sebesar 230 gram, setelah diresirkulasi selama 30 hari maka COD yang tertahan di sampah adalah sebesar 209 gram. COD yang keluar dan tersisa di lindi sebesar 21 gram serta COD yang diubah menjadi gas metan adalah 0,78 gram.

34 Kondisi Akhir Penelitian 3. Pengamatan Mikroorganisme R 1 R 2 R 4 R 3

35 Kondisi Akhir Penelitian R 5 R 6 R 8 R 7

36 Rekomendasi Rekomendasi yang dapat diberikan melalui penelitian ini adalah diharapkan adanya pengolahan lindi pada TPA Ngipik, Gresik. Pengolahan lindi yang bisa dilakukan adalah dengan resirkulasi lindi. Resirkulasi lindi mampu menurunkan kadar bahan organik pada lindi serta mempercepat proses degradasi sampah, sehingga umur pakai TPA menjadi maksimal.

37 Kesimpulan Laju degradasi sampah pada debit 240 ml/menit dengan penambahan organodegra 6,25 gr/l mempunyai nilai sebesar 0,0731 kg/hari. Sedangkan laju degradasi sampah pada debit 480 ml/menit dengan penambahan organodegra 6,25 gr/l mempunyai nilai sebesar 0,0758 kg/hari Resirkulasi lindi dengan penambahan organodegra mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap kualitas effluent lindi yang dihasilkan. Parameter kualitas lindi tersebut meliputi bahan organik (COD&BOD) dan ph lindi. Pengaruh tersebut ditunjukkan dengan penurunan konsentrasi COD dan BOD yang dihasilkan. Yield gas metan dengan debit 240 ml/menit dengan penambahan organodegra 6,25 gr/l sebesar 6,58% dan dengan debit 480 ml/menit dengan penambahan organodegra 6,25 gr/l sebesar 7,5%..

38 Penelitian selanjutnya dilakukan dalam skala besar dan waktu yang lebih lama. Saran Penelitian tentang kualitas effluent lindi dengan parameter lain yang relevan.