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
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
Table 1: Sifat Tipikal Limbah yang tidak dipadatkan COMPONEN MASSA (kg) DENSITAS(kg/m3) VOLUME (m3) Limbah Pangan Kertas Plastik Limbah Kebun Gelas Logam 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
Table 2: Tipikal kelembapan limbah Tipe Limbah Rumah tangga Kelembapan Kisaran (%) Kelembapan Tipikal (%) Limbah Pangan Kertas Plastik Limbah kebun Gelas 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
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
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
Table 3: Nilai Analisis Proksimat (% berdasar berat) Tipe Limbah Kelembapan VOLATILES Karbon Abu Pangan campuran Kertas campuran Plastik Campuran Limbah kebun Gelas Rumah tangga MSW 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
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) Pangan TIPE C H O N S Abu 73.0 11.5 14.8 0.4 0.1 0.2 Kertas Plastik Kebun 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 Bahan bakar 44.7 6.2 38.4 0.7 <0.1 9.9 Source: Tchobanoglous et al. (1993) 8
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
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
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 Reduksi ukuran tekanan Penghancur an, pencacahan dsb Limbah awal direduksi volumenya Mengurangi ukuran partikel limbah 11
Transformasi Khemis PROSES pembakaran pyrolysis gasifikasi METODE Oksidasi termal Destruktif, distillation Pemaksaan udara pembakaran DASAR KONVERSI PRODUK CO2, SO2, produk oxidasi, abu Berbagai gas, tar, dan/atau minyak gas Transformasi Biologis PROSES METODE DASAR KONVERSI PRODUK Kompos aerob Konversi biologis aerob kompos Digesti anaerob Konversi biologis anaerob methane, CO2, gases, humus Pengomposan anaerob (landfills) Konversi biologis anaerob methane, CO2, digested waste 12
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