pengaruh resirkulasi lindi terhadap laju degradasi sampah ... · tercemarnya air tanah, dan...

PENGARUH RESIRKULASI LINDI TERHADAP LAJU DEGRADASI SAMPAH DI TPA NGIPIK, GRESIK Oleh: Ummy Arofah A. NRP. 3308100014 Dosen Pembimbing: I.D.A.A. Warmadewanthi, ST., MT., PhD. NIP. 19750212 1999 03 2 001

LATAR BELAKANG

- 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).

TPA Ngipik, Gresik

Rumusan Masalah & Tujuan Rumusan Masalah Tujuan

Pengaruh resirkulasi lindi terhadap laju degradasi sampah

Pengaruh resirkulasi lindi terhadap effluent lindi

Pengaruh resirkulasi lindi terhadap produksi gas methane

Mengkaji pengaruh resirkulasi lindi terhadap laju degradasi sampah

Mengkaji Pengaruh resirkulasi lindi terhadap effluent lindi

Mengkaji Pengaruh resirkulasi lindi terhadap produksi gas methane

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.

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.

KARAKTERISTIK KIMIA SAMPAH

• Proxymate analysis (Kadar air, VS)

• Ultimate analysis (C, H, O, N)

Fase Degradasi Sampah secara Anaerobik di TPA

• Hydrolisis (I)

• Acedogenesis (II)

• Acetogenesis (III)

• Methanogenesis (IV)

• Stabilisasi (V)

Sumber: Williams, 2005.

Karakteristik Lindi

Kostova, 2006

II III IV V

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).

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

Reaktor Sampah (Anaerobik)

• Volume 110 L • Sampah diacak terlebih

dahulu • Densitas 500 kg/m3

• Terdapat 8 reaktor anaerobik.

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


- R5 = Resirkulasi (480 mL/mnt), tanpa organodegra


- R7 = Resirkulasi (480 mL/mnt), organodegra 5 gram/L


Pelaksanaan Penelitian

Variasi Penelitian: Debit resirkulasi & beban organodegra

Pengoperasian Reaktor: Debit 240 mL/menit & 480 mL/menit

Pengujian Parameter: COD, BOD, pH, suhu, salinitas, dan laju degradasi

Analisa & Pembahasan

Yield Gas Methane. Y(%) = [CH4/COD]x100%

Kualitas effluent lindi. COD, BOD, pH, suhu, salinitas, dan laju degradasi

Laju Degradasi Sampah. -dc/dt = k.C

Penelitian Pendahuluan Analisis Parameter Satuan

(w/w) Nilai

Proximate Analysis

Moisture Content

% 37,46

Volatile Solid % 15.14 Ultimate Analysis

Karbon % 63.77 Hidrogen % 6.96 Oksigen % 28.77 Nitrogen % 0.50

Rumus Empiris Sampah (C149H206O50N)

Parameter Satuan Nilai

BOD mg/L 2876 COD mg/L 4640 Salinitas ppt 6.01

Karakteristik Lindi

Perhitungan Gas

𝐶149𝐻206𝑂50𝑁 +4 149286 − (206) − 2(50) − 3(1)

4𝐻2𝑂

→4 149 + (206) − 2(50) − 3(1)

8𝐶𝐻4

+4 149 − (206) + 2(50) + 3(1)

8𝐶𝑂2 + (1)𝑁𝐻3

• Koefisien H2O = 4 149 −(206)−2(50)−3(1)

4 = 73,25

• Koefisien CH4 = 4 149 +(206)−2(50)−3(1)

8 = 83,37

• Koefisien CO2 = 4 149 −(206)+2(50)+3(1)

8 = 61,62

𝐶149𝐻206𝑂50𝑁 + 73,25 𝐻2𝑂 → 83,37 𝐶𝐻4 + 61,62 𝐶𝑂2 + 𝑁𝐻3 Mr 2811,56 1319,96 1338 2711,89 17,04

Volume CH4 (g) = 𝐾𝑜𝑒𝑓 𝐶𝐻4

𝐾𝑜𝑒𝑓 𝐶149

𝐻206

𝑂50

𝑁×

𝑀𝑟 𝐶𝐻4

𝑀𝑟 𝐶149

𝐻206

𝑂50

𝑁×

𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝐶𝐻4

𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑆𝑎𝑚𝑝𝑎ℎ

= 83,37

1×

1338

2811,56×

0,7167 𝑘𝑔/𝑚3

500𝑘𝑔/𝑚3 = 0,057 L (per 100 gram sampel) = 0,00057 L/gram Berat Kering Sampah (kg) = 100% − 𝑀𝐶 𝑥 𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑆𝑎𝑚𝑝𝑎ℎ = (100%-37,46%) x 45 kg = 28,143 kg = 28143 gram Produksi CH4 = Berat kering sampah x Volume CH4 = 28143 gram x 0,00057 L/gram = 16 L

Produksi Gas Metan

Produksi Gas Methane dengan debit 240 mL/menit

Con’t

Produksi Gas Methane dengan debit 480 mL/menit

Yield Gas Metan (%)

Yield yang dihasilkan paling tinggi adalah R8 dengan debit resirkulasi 480 mL/menit dengan penambahan organodegra 6,25 gram/L. Nilai terkecil terletak pada R1 yang merupakan reaktor kontrol tanpa resirkulasi dan tanpa penambahan organodegra.

Debit (mL/menit)

Organodegra Reaktor Yield (%)

240

0 Reaktor 1 4.73

30 Reaktor 2 3.88

40 Reaktor 3 4.73

50 Reaktor 4 6.58

480

0 Reaktor 5 2.71

65 Reaktor 6 5.08

75 Reaktor 7 5.56

85 Reaktor 8 7.50

Kualitas effluent lindi Suhu (oC) debit 240 mL/menit

Suhu (oC) debit 480 mL/menit

Kualitas effluent lindi pH debit 240 mL/menit

pH debit 480 mL/menit

Salinitas (ppt) debit 240 mL/menit

Salinitas (ppt) debit 480 mL/menit

Kualitas effluent lindi

Konsentrasi BOD debit 240 mL/menit

0

2000

4000

6000

8000

0 5 10 15 20 25 30 35

Kon

sen

trasi

BO

D (

mg/L

)

Waktu (hari)

R1 R2 R3 R4

R1 : Resirkulasi, tanpa organodegra

R2 : Resirkulasi, organodegra 3.75 g/L

R3 : Resirkulasi, organodegra 5 g/L



Konsentrasi BOD debit 480 mL/menit

0

2000

4000

6000

8000

0 5 10 15 20 25 30 35

Kon

sen

trasi

BO

D (

mg/L

)

Waktu (hari)

R5 R6 R7 R8






Konsentrasi COD debit 240 mL/menit

0

5000

10000

15000

20000

25000

0 5 10 15 20 25 30 35

Kon

sen

trasi

CO

D (

mg/L

)

Waktu (hari)

R1 R2 R3 R4





III

IV


Konsentrasi COD debit 480 mL/menit

0

5000

10000

15000

20000

25000

0 5 10 15 20 25 30 35

Kon

sen

trasi

CO

D (

mg/L

)

Waktu (hari)

R5 R6 R7 R8





III

IV

Laju degradasi Sampah Debit 240 mL/menit

Hari Ke- So Se -In Se/So

R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4 R1 R2 R3 R4

3 12800 14400 20800 16000 12800 14400 20800 16000 0.0000 0.0000 0.0000 0.000

0

6 12800 14400 20800 16000 9600 11200 17600 14400 0.2877 0.2513 0.1671 0.1054

9 12800 14400 20800 16000 11200 12800 16000 11200 0.1335 0.1178 0.2624 0.3567

12 12800 14400 20800 16000 6400 4800 11200 9600 0.6931 1.0986 0.6190 0.5108

15 12800 14400 20800 16000 6162 4613.6 10997 9480 0.7310 1.1382 0.6373 0.5234

18 12800 14400 20800 16000 8000 3200 9600 8000 0.4700 1.5041 0.7732 0.6931

21 12800 14400 20800 16000 6400 4000 6400 6400 0.6931 1.2809 1.1787 0.9163

24 12800 14400 20800 16000 5119 4044.8 5972 2844 0.9164 1.2698 1.2478 1.7274

27 12800 14400 20800 16000 4930 3792 5783 2749 0.9542 1.3343 1.2801 1.7613

30 12800 14400 20800 16000 4550 3855.2 5498 2607 1.0342 1.3178 1.3305 1.8144

Organodegra (gram) k (hari-1) b R2

y = 0.0356x + 0.0038 0.0356 0.0038 0.826

y = 0.0528x + 0.0608 0.0528 0.0608 0.7031

y = 0.0536x - 0.134 0.0536 0.134 0.9591 y = 0.0731x - 0.3645 0.0731 0.3645 0.9214


Hari Ke- So Se -In Se/So

R5 R6 R7 R8 R5 R6 R7 R8 R5 R6 R7 R8

3 16000 9600 11200 11200 1600

0 9600 11200 11200 0.0000 0.0000 0.0000

0.0000

6 16000 9600 11200 11200 14400 1600

0 14400 9600 0.1054 -0.5108 -0.2513 0.1542

9 16000 9600 11200 11200 13367 13841 14504 9290 0.1798 -0.3659 -0.2585 0.1869 12 16000 9600 11200 11200 10902 12893 13841 8848 0.3836 -0.2949 -0.2117 0.2357 15 16000 9600 11200 11200 11660 11945 12893 8216 0.3164 -0.2185 -0.1408 0.3098

18 16000 9600 11200 11200 8640 1008

0 11520 5760 0.6162 -0.0488 -0.0282 0.6650

21 16000 9600 11200 11200 7920 4320 11520 2880 0.7032 0.7985 -0.0282 1.3581

24 16000 9600 11200 11200 7200 4320 1008

0 2880 0.7985 0.7985 0.1054 1.3581

27 16000 9600 11200 11200 6480 2880 7920 2160 0.9039 1.2040 0.3465 1.6458 30 16000 9600 11200 11200 6400 1600 4800 1600 0.9163 1.7918 0.8473 1.9459

Organodegra (gram) k (hari-1) b R2

y = 0.0367x + 0.0684 0.0367 0.0684 0.9683

y = 0.0756x - 0.4205 0.0756 0.4205 0.7746

y = 0.0289x - 0.1871 0.0289 0.1871 0.6006 y = 0.0758x - 0.3316 0.0758 0.3316 0.9162

Kondisi Akhir Penelitian

Ditunjukkan bahwa pada debit 240 mL/menit R4 merupakan reaktor yang paling bagus dan efektif. Sedangkan pada debit 480 mL/menit R8 merupakan reaktor yang paling bagus dan efektif.

1. Hasil Akhir Penelitian

Debit (mL/menit)

Reaktor Organodeg

ra (gr/L) Removal BOD (%)

Removal COD (%)

yield (%) laju degradasi

(kg/hari)

240

1 0 50 64 4.73 0.0356 2 3.75 60 73 3.88 0.0528 3 5 60 74 4.73 0.0536 4 6.25 74 84 6.58 0.0731

480

5 0 47 67 2.71 0.0367 6 3.75 82 90 5.08 0.0756 7 5 55 67 5.56 0.0289 8 6.25 87 90 7.50 0.0758

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 16000 mg/L = 230400 mg = 230 gram - COD(b) = 𝐶𝑂𝐷 𝑎 − 𝐶𝑂𝐷 𝑐 − 𝐶𝑂𝐷(𝑑) = 230-21-0,78 (gram) = 209 gram - COD(c) = 𝑄𝑎𝑘ℎ𝑖𝑟 𝑥 𝐶 = 13 L x 1600 mg/L = 20800 mg = 21 gram - COD(d) = 𝑃. 𝑉 = 𝑛. 𝑅. 𝑡 n = P.V/R.t n = 0,05 massa = n x Mr CH4

= 0,78 gram - COD(e) pada penelitian ini dianggap tidak ada.

2. Perhitungan Mass Balance

Kondisi Akhir Penelitian 2. Perhitungan Mass Balance

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.

Reaktor Mass Balance (gram)

COD(a) COD(b) COD(c) COD(d) 1 58 30 27 0.24 2 46 27 19 0.16 3 58 30 27 0.25 4 46 30 16 0.27 5 276 193 83 0.33 6 184 163 21 0.42 7 207 144 62 0.52 8 230 209 21 0.78

Kondisi Akhir Penelitian 3. Pengamatan Mikroorganisme

R1 R2

R3 R4

Kondisi Akhir Penelitian

R5

R7 R8

R6

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.

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%..

Saran • Penelitian selanjutnya dilakukan dalam skala besar dan

waktu yang lebih lama.

• Penelitian tentang kualitas effluent lindi dengan parameter lain yang relevan.

pengaruh resirkulasi lindi terhadap laju degradasi sampah ... · tercemarnya air tanah, dan...

Documents