PENGARUH RESIRKULASI LINDI TERHADAP LAJU DEGRADASI SAMPAH DI TPA KUPANG

KECAMATAN JABON SIDOARJO

Amy Insari Kusuma

3308100103

Dosen Pembimbing:

Dr. Ir. Ellina S.P. MT.

Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya 2012

Latar Belakang

Sistem TPA masih bersifat Open

Dumping, sebagai tempat penimbunan

saja

TPA Kupang, Jabon, Sidoarjo belum

memberlakukan sistem resirkulasi lindi.

Kondisi sampah yang ditampung di TPA saat

ini telah melebihi kapasitas yang ada

sehingga menganggu kenyamanan masyarakat

sekitar

Permasalahan yang akan dibahas dalam penelitian ini adalah pengaruh resirkulasi lindi dengan variasi debit dan penambahan EM4 terhadap laju degradasi

sampah, kualitas lindi, dan produksi gas jika dilakukan

di TPA Kupang.

Menentukan pengaruh resirkulasi lindi dengan

variasi debit dan penambahan EM4

terhadap laju degradasi sampah, kualitas lindi, dan produksi gas jika dilakukan

di TPA Kupang.

Rumusan Masalah Tujuan

Dilakukan penelitian dalam skala laboratorium (lab scale reactor) menggunakan reaktor sampah untuk

mengetahui laju degradasi sampah serta kualitas lindi.

Sampel sampah dan lindi yang akan diteliti berasal dari TPA Kupang. Kondisi sampah

pada reaktor sampah telah dicacah dan dilakukan penambahan lindi.

Penelitian dilakukan dengan variasi penambahan EM4 sebesar 1, 2, dan 3 ml/L dan variasi debit resirkulasi lindi sebesar 240 dan 480 mL/menit. Parameter yang diukur adalah BOD, COD, pH lindi, suhu sampah dan produksi gas

metan (CH4). Analisis kualitas lindi dan parameter sampah

dilakukan di Laboratorium Teknik Lingkungan FTSP-ITS dan Laboratorium

Energi Robotika ITS Surabaya Perhitungan lau degradasi

menggunakan persamaan kinetik orde kesatu

Ruang Lingkup

Salah satu alternatif efektif pengolahan sampah di TPA khususnya TPA Kupang Kecamatan Jabon Kabupaten Sidoarjo. Berdasarkan hasil penelitian akan diketahui pengaruh resirkulasi lindi serta manfaatnya terhadap laju degradasi

sampah dan kualitas lindi yang dihasilkan. Resirkulasi lindi juga merupakan suatu alternatif yang dapat diterapkan pada TPA dengan sistem

Sanitary Landfill.

Manfaat Penelitian

Tinjauan Pustaka

Proses Degradasi Sampah Secara Anaerobik

Karakteristik Kimia Sampah

Pengelolaan Lindi

Mikroorganisme EM4

Penelitian Terdahulu

Proses Degradasi Sampah Secara Anaerobik

Continue..

•Fase I (Fase Awal, Aerobik)

•Fase II (Fase Transisi, Fermentasi)

•Fase III ( Fase Pembentukan Asam, Acetogenesis)

•Fase IV (Metanogenesis)

•Fase V (Fase Maturasi, Oksidasi)

Karakteristik Kimia Sampah

Proximate Analysis: Uji komponen sampah yang

mudah terbakar, yaitu: kadar air (Moisture), komponen organik (Volatile Matter),

Fixed Carbon, dan Abu (Ash).

Ultimate Analysis: Uji komponen sampah dengan

menetapkan presentase C, H, O, N yang apabila dijumlahkan mencapai 100% (Vesilind, et al.,

2002).

Pengelolaan Lindi

•Resirkulasi lindi merupakan pengembalian lindi yang dihasilkan sampah TPA pada kolam lindi kembali menuju timbunan sampah (Damanhuri, 2008)

Resirkulasi Lindi di TPA

•Resirkulasi lindi dapat mempercepat proses pembentukan gas metan di TPA (He, et al., 2007).

Resirkulasi Lindi Terhadap Produksi

Gas

•Mempercepat proses degradasi sampah •Meningkatkan produksi biogas •Meningkatkan jumlah lindi yang teroksidasi •Metode pengolahan yang murah •Mengurangi volume lindi

Keuntungan Resirkulasi Lindi

Mikroorganisme EM4

Mikroorganisme EM4 merupakan Bioaktivator yang dapat membantu meningkatkan laju degradasi sampah.

Bioaktivator merupakan mirkoorganisme pengurai materai organik yang telah diisolasi dan dioptimasi, dikemas dalam berbagai bentuk dan terdapat pada keadaan inaktif, seperti Effective Microorganism atau EM4 (Sulistyawati, et al., 2008).

EM4 dapat meningkatkan fermentasi limbah dan sampah organik, meningkatkan ketersediaan unsur hara untuk tanaman, serta menekan aktivitas serangga, hama dan mikroorganisme patogen.

Penelitian Terdahulu

Chan , et al., 2002

• Resirkulasi lindi tidak hanya memperpendek periode proses metanogenik, namun menurunkan kandungan pencemar lindi, dalam hal ini COD yang tergantung pada jumlah nutrien, mineral, atau zat organik oleh sampah dan tanah di TPA.

He, et al., 2005

• Inokulasi EMs (Effective Microorganisms) mengakibatkan peningkatan biodegradabilitas dari sampah kota dan tingkat stabilisasi sampah. Dengan metanogenik reaktor yang menggunakan resirkulasi lindi, zat organik di tpa dapat cepat dikonversi menjadi metana dan karbon dioksida.

Bilgili, 2007

• Penurunan kuantitas lindi dalam reaktor disebabkan oleh efek temperatur sampah dan efek airdrying sampah. Resirkulasi lindi juga terbukti dapat mengurangi volume lindi.

Priyambada, et al., 2009

• Meningkatkan produksi biogas dan CH4 dalam bioreaktor landfill.

Lokasi Penelitian

Metodologi Penelitian

Ide Penelitian

Persiapan Penelitian

Penelitian Pendahuluan

Analisa Data dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Bagan Alir Metodologi Penelitian

A

Continue..

A

Reaktor Anaerobik

Continue..

Pelaksanaan Penelitian

Penentuan Variasi dan Parameter Penelitian

Pengoperasian Reaktor

Pengujian Parameter Penelitian

Analisis Data dan Pembahasan

Penelitian Pendahuluan (Karakteristik awal sampah dan lindi)

Pengaruh resirkulasi lindi terhadap kualitas lindi (COD, BOD,pH lindi, dan suhu sampah)

Potensi gas metan

Laju degradasi sampah berdasarkan COD lindi

Kondisi akhir penelitian

Penelitian Pendahuluan

Karakteristik sampah

Analisis Parameter Satuan (w/w)

Nilai

Proximate Analysis

Moisture Content

% 58.10

Volatile Solid

% 12.62

Ultimate Analysis

Karbon % 61.31

Hidrogen % 6.65 Oksigen % 31.54 Nitrogen % 0.5

Hari ke-

Analisis

BOD (mg/l)

COD (mg/l)

1 5456 8800 2 2480 4000 3 1830 2960 4 2180 3520 5 2230 3600 6 2230 3600 7 1980 3200 8 2450 4150

Karakteristik lindi

Kualitas Lindi – COD Lindi

Debit 240 mL/menit

Debit 480 mL/menit

Kualitas Lindi – BOD Lindi

Debit 240 mL/menit

Debit 480 mL/menit

Kualitas Lindi -Removal COD dan

BOD

Debit 240 mL/menit Debit 480 mL/menit

Kualitas Lindi - pH Lindi

Debit 240 mL/menit

Debit 480 mL/menit

Suhu Sampah

Debit 240 mL/menit

Debit 480 mL/menit

Laju Degradasi

Debit 240 mL/menit

Reaktor Persamaan k

(hari-1) b R2

R1 y = 0.0464x - 0.0490 0.0464 0.049 0.9007

R2 y = 0.0622x - 0.1362 0.0622 0.1362 0.9582

R3 y = 0.0736x - 0.0643 0.0736 0.0643 0.9067

R4 y = 0.0748x + 0.0161 0.0748 0.0161 0.9062

Continue..

Debit 480 mL/menit

Reaktor Persamaan k

(hari-1) b R2

R5 y = 0.0578x - 0.1852 0.0578 0.18520 0.9416

R6 y = 0.0646x + 0.00008 0.0646 0.00008 0.9392

R7 y = 0.0500x - 0.1528 0.0500 0.15280 0.9413

R8 y = 0.0882x - 0.5672 0.0882 0.56720 0.9399

Produksi Gas Metan

Debit 240 mL/menit

Debit 480 mL/menit

Yield Gas Metan

Debit (mL/menit)

Reaktor Keterangan Yield (%)

240

R1 Reaktor Kontrol 2.55

R2 EM4 Sebesar 1 mL/L 3.90

R3 EM4 Sebesar 2 mL/L 4.13

R4 EM4 Sebesar 3 mL/L 5.50

480

R5 Reaktor Kontrol 3.64

R6 EM4 Sebesar 1 mL/L 5.47

R7 EM4 Sebesar 2 mL/L 4.89

R8 EM4 Sebesar 3 mL/L 6.88

Mass Balance

Reaktor

Mass Balance (gram)

p.V = n.R.T COD (a)

COD (b)

COD (c)

COD (d)

1 80.64 44.24 36.40 0.18 0.01

2 69.12 47.82 21.30 0.24 0.02

3 63.36 39.25 24.11 0.23 0.01

4 57.60 29.27 28.33 0.28 0.02

5 126.72 109.44 17.28 0.21 0.01

6 92.16 74.88 17.28 0.23 0.01

7 126.72 103.68 23.04 0.28 0.02

8 115.20 103.68 11.52 0.35 0.02

Mikroorganisme

R1 R2 R3 R4

Continue..

R5 R6 R7 R8

Kesimpulan

1. Pengaruh resirkulasi lindi terhadap laju degradasi sampah. paling besar pada debit 240 mL/menit adalah reaktor 4 (R4) sebesar 0,0748 hari-1 dengan penambahan EM4 sebesar 3 mL/L. Resirkulasi lindi dengan debit 480 mL/menit memberikan pengaruh paling besar pada reaktor 8 (R8) sebesar 0,0882 hari-1 dengan penambahan EM4 sebesar 3 mL/L. 2. Kualitas Lindi Konsentrasi COD Penurunan konsentrasi COD pada debit 240 mL/menit terbesar ada pada reaktor 4 (R4) dengan penambahan EM4 sebesar 3 mL/L yaitu 2957,8 mg/L. Pada debit 480 mL/menit, penurunan konsentrasi COD terbesar adalah reaktor 8 (R8) dengan penambahan EM4 sebesar 3 mL/L 1600 mg/L.

Continue..

Konsentrasi BOD Penurunan konsentrasi BOD terbesar pada debit 240 mL/menit ada pada reaktor 4 (R4) dengan penambahan EM4 3 mL/L, yaitu 2071,58 mg/L. Resirkulasi lindi dengan debit 480 mL/menit memiliki penurunan konsentrasi BOD terbesar pada reaktor 8 (R8) dengan penambahan EM4 3 mL/L sebesar 863,69 mg/L. Nilai pH lindi Nilai pH lindi pada debit resirkulasi sebesar 240 dan 480 mL/menit berkisar antara 7,5- 8,01. Hal ini menunjukkan bahwa nilai pH berada pada kondisi stabil setelah resirkulasi lindi. 3. Produksi gas metan terbesar yang dihasilkan pada resirkulasi lindi dengan debit 240 mL/menit adalah reaktor 4 (R4) dengan penambahan EM4 3 mL/L, yaitu sebesar 440 mL. Pada resirkulasi lindi dengan debit 480 mL, gas metan terbesar yang dihasilkan adalah 550 mL oleh reaktor 8 (R8) dengan penambahan EM4 sebesar 3 mL/L.

Saran dan Rekomendasi

Saran Dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai resirkulasi lindi dengan waktu penelitian yang lebih lama dan skala yang lebih besar.

Rekomendasi Diharapkan adanya pengolahan terhadap lindi di TPA Kupang, Jabon, Sidoarjo. Pengolahan lindi berupa resirkulasi lindi dengan debit 480 mL/menit untuk luas permukaan 0,2 m2. Resirkulasi lindi diketahui dapat menurunkan kandungan organik (COD dan BOD) pada lindi, serta meningkatkan laju degradasi sampah sehingga volume sampah di TPA tidak menumpuk dan kapasitas tampung TPA menjadi lebih besar.