BAB I PENDAHULUAN. masyarakat (UU RI No.18 Tentang Pengelolaan Sampah, 2008). Untuk

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Indonesia menghadapi masalah serius dalam hal pengelolaan sampah kota. Pertambahan jumlah penduduk dan perubahan pola konsumsi masyarakat menimbulkan bertambahnya volume, jenis, dan karakteristik sampah. Oleh karena itu, perlu dilakukan pengelolaan sampah secara komprehensif dan terpadu dari hulu ke hilir agar memberikan manfaat secara ekonomi, sehat bagi masyarakat dan aman bagi lingkungan, serta dapat mengubah perilaku masyarakat (UU RI No.18 Tentang Pengelolaan Sampah, 2008). Untuk mewujudkan hal tersebut, salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan memanfaatkan teknologi sanitary landfill pada tempat pemrosesan akhir sampah (TPA) di Indonesia. Penelitian ini terkait dengan pekerjaan perancangan reaktor anaerobik untuk produksi bio-lng dari fraksi organik sampah kota yang merupakan kerjasama dengan PT. Pertamina Direktorat Gas. Target lokasi pabrik bio-lng adalah tempat pembuangan sampah terpadu (TPST) besar di Indonesia yang salah satunya adalah TPST Bantar Gebang. TPST Bantar Gebang merupakan salah satu TPA di Jakarta yang telah menggunakan teknologi sanitary landfill. Dengan memanfaatkan teknologi sanitary landfill, TPST Bantar Gebang dapat menghasilkan biogas yang dimanfaatkan sebagai sumber energi untuk diubah menjadi energi listrik. Permasalahan yang dihadapi di lapangan adalah 1

2 2 rendahnya kandungan metana yang dihasilkan, dimana kemurnian metana pada biogas yang dihasilkan berfluktuasi di sekitar 40% (Pusat Studi Energi UGM, 2013). Energi yang terkandung di dalam biogas dipengaruhi oleh kandungan metana yang ada di dalamnya. Semakin tinggi kandungan metana dalam biogas, maka semakin tinggi pula kandungan energi atau nilai kalor. Berdasarkan literatur, parameter kadar metana dalam biogas adalah 50-75% (Maghanaki, 2013). Oleh karena itu, perlu dilakukan langkah-langkah optimasi untuk meningkatkan kandungan metana pada biogas yang dihasilkan. Evaluasi berdasarkan fakta di lapangan menunjukkan bahwa sampah yang digunakan sebagai bahan baku produksi biogas masih sangat heterogen, dimana sampah masih merupakan campuran antara fraksi organik dan fraksi anorganik yang dapat menurunkan volume efektif digester dalam proses produksi biogas. Langkah yang dapat diambil untuk mengatasi hal ini adalah dengan melakukan klasifikasi sampah yang dominan mengandung komponen organik. Klasifikasi sampah tersebut memungkinkan untuk dilakukan di TPST besar karena sebagaimana kasus di TPST Bantar Gebang, setiap truk dari sumber sampah tertentu yang masuk ke TPST Bantar Gebang harus melalui petugas yang akan mengarahkan lokasi penimbunan sampah. Oleh karena itu, sangat memungkinkan untuk memisahkan truk-truk dari sumber-sumber sampah yang dominan fraksi organik dari sampah kota yang terlalu heterogen. Meskipun cara ini belum menjamin 100% diperoleh sampah yang bebas fraksi anorganik, tetapi survey menunjukkan bahwa cara ini berhasil mendapatkan fraksi organik dengan rata-rata komposisi 80% dari total sampah truk-truk yang

3 3 berasal dari pasar-pasar induk sayur dan buah. Setelah melalui proses klasifikasi, ternyata jenis-jenis sampah organik yang diperoleh dari pasar-pasar induk sayur dan buah tersebut merupakan sampah organik dengan kandungan N rendah, sehingga nilai rasio C/N bahan organik relatif berada di atas nilai ideal untuk menghasilkan biogas. Pengumpanan fraksi organik ke dalam reaktor dengan komposisi umpan yang tepat sangat menentukan keberhasilan produksi biogas. Ketidakseimbangan yang disebabkan karena pembebanan organik berlebih akan memicu terjadinya akumulasi produk asam intermediet yang bersifat menghambat mikroorganisme metanogen. Pengaturan fraksi organik sampah kota sebagai umpan reaktor dapat dilakukan berdasarkan kadar Total Solid (TS) karena relatif mudah diaplikasikan di lapangan. Pengaturan nilai rasio C/N yang tepat pada umpan reaktor dengan kadar TS optimum dapat mengoptimalkan produksi biogas. Oleh karena itu, dalam penelitian ini akan dilakukan eksperimen berdasarkan parameter TS dan rasio C/N untuk memperoleh nilai kadar TS optimum dalam produksi biogas dari fraksi organik sampah kota serta pengaruh nilai rasio C/N pada umpan reaktor dengan kadar TS optimum terhadap produksi biogas.

4 Keaslian Penelitian Beberapa peneliti yang telah melakukan penelitian tentang pemanfaatan fraksi organik sampah kota untuk pembuatan biogas sebelumnya, di antaranya adalah: Widodo (2008), melakukan penelitian tentang produksi biogas dari sampah organik kota menggunakan reaktor batch dengan memvariasikan parameter VS pada kondisi suhu termofilik (55ºC). Asquer dkk. (2013), melakukan penelitian mengenai karakteristik sampah buah dan sayur sebagai substrat pada produksi biogas. Gebreeyssus (2012), melakukan penelitian mengenai pengaruh penambahan urea pada produksi biogas dari sampah buah dengan tujuan untuk mencapai keseimbangan nutrisi substrat yang ditunjukkan dengan rasio C/N. Produksi biogas dalam penelitian ini akan dilakukan pada kadar TS optimum dari fraksi organik sampah kota dengan variasi rasio C/N. Rasio C/N divariasikan dengan menambahkan pupuk ZA sebagai nutrisi tambahan dalam substrat. Pengaruh variasi rasio C/N pada produksi biogas ditunjukkan dengan yield biogas yang dihasilkan. Aspek orisinalitas dari penelitian ini yang membedakan penelitian ini dengan penelitian-penelitian sejenis sebelumnya adalah komparasi kuantitatif antara perlakuan-perlakuan yang diteliti dengan menggunakan pendekatan model matematis yang disederhanakan. Model ini memungkinkan analisis dilakukan dengan jumlah data yang tidak terlalu banyak. Hal ini sesuai untuk kondisi penelitian yang terkait dengan project kerjasama dengan industri yang sangat dibatasi oleh waktu.

5 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut: 1. Menjadikan sampah sebagai sumber energi alternatif melalui proses pembuatan biogas, sehingga dapat mengatasi masalah akumulasi sampah kota. 2. Hasil penelitian dapat digunakan sebagai data untuk perancangan instalasi biogas pada TPST di Indonesia Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah: 1. Mempelajari pengaruh parameter TS dan rasio C/N terhadap yield biogas dari fraksi organik sampah kota. 2. Merumuskan rekomendasi modifikasi bahan baku untuk mengoptimalkan proses produksi biogas dari fraksi organik sampah kota melalui analisis parameter-parameter kinetika pada model matematis yang digunakan.