PENGANTAR PENGOLAHAN KIMIA DAN BIOLOGI

PENGOLAHAN SAMPAH MINGGU 2

PENGANTAR PENGOLAHAN

KIMIA DAN BIOLOGI

Disiapkan oleh: Bimastyaji Surya Ramadan

- Institut Teknologi Yogyakarta -

PENGOLAHAN KIMIA (TERMAL)

1. Chemical oxidation and reduction

2. Ozonolysis

3. Acid-base neutralization

4. Chemical precipitation

5. Hydrolisis

6. Ion exchange

_{Banyak di}

bahas di smt

5 (PLB3)

Masalah lingkungan terbesar yang belum terseleseikan!

Ada

Ide?

GARBAGE: THE FOUR BROAD

CATEGORIES

Organic waste: kitchen waste, vegetables, flowers, leaves,

fruits.

Toxic waste: old medicines, paints, chemicals, bulbs, spray cans,

fertilizer and pesticide containers, batteries, shoe polish.

Recyclable: paper, glass, metals, plastics.

Soiled: hospital waste such as cloth soiled with blood and other

body fluids.

WAKTU DEGRADASI

http://edugreen.teri.res.in/explore/solwaste/types.h tm

SAMPAH ALAM

SAMPAH KONSUMSI

SAMPAH ORGANIK

http://anekamesin.com/pemanfaatan-sampah-organik-yang-ada-di-lingkungan.html

COMPOSTING

Grub Composting Bokashi Composting Compost Tea Hugelkultur “Humanure” Vermicompost

LANDFILL

WINDROW COMPOSTING

http://www.santabarbaraca.gov/recyclin g-trash/businesses_food.htm

http://www.fao.org/docrep/007/y5104e/y5 104e07.htm

BIODRYING

http://www.wrighttech.ca/Biodryer.htm

http://www.johnwadewasterecycling.co.uk/was

CONTOH DESAIN

PENGOLAHAN SAMPAH

(KOMPOSTING)

TERMINOLOGI KOMPOS DAN

KOMPOSTING

“Kompos adalah hasil dekomposisi parsial/tidak lengkap, dipercepat secara artifisial dari campuran bahan-bahan

organik oleh populasi berbagai macam mikroba dalam kondisi lingkungan yang hangat, lembab, dan aerobik.” (Modifikasi dari J.H. Crawford, 2003 dalam

http://id.wikipedia.org/wiki/Kompos)

“Pengomposan adalah proses dimana bahan organik mengalami penguraian secara biologis, khususnya oleh

mikroba-mikroba yang memanfaatkan bahan organik sebagai sumber energi. (http://id.wikipedia.org/wiki/Kompos)

KARAKTERISTIK SAMPAH UNTUK

KOMPOS

• Semua jenis sampah yang termasuk ke dalam sampah organik mudah lapuk. Bahan organik untuk pengomposan sendiri dibedakan menjadi bahan organik yang dapat dikomposkan dan bahan organik yang tidak dapat dikomposkan. Bahan organik yang dapat dikomposkan adalah bahan yang mudah dan cepat membusuk. Contohnya adalah rumput, dedaunan, sisa makanan,

serbuk gergaji, kotoran manusia/binatang, dsb. Sedangkan bahan organik

yang tidak dapat dikomposkan adalah bahan organik yang sebenarnya dapat dikomposkan tetapi memerlukan waktu yang relatif lama. Contohnya antara lain : kulit kelapa muda, kulit durian, pelepah pisang, sekam, dsb. (Setyorini dkk., 2008)

• Tidak termasuk atau tidak mengandung bahan yang beracun (B3), seperti logam berat. (Setyorini dkk., 2008)

Mempunyai nilai rasio karbon per nitrogen (C/N) yang mendekati C/N tanah. Bahan yang mempunyai nilai C/N yang mendekati C/N tanah (10 – 12) dapat langsung dipakai. Kondisi C/N yang dapat diterima dalam proses pengomposan untuk mempercepat proses pengomposan, yaitu 20 – 40 (Alex, 2012).

KARAKTERISTIK BAHAN KOMPOS

PERBEDAAN KOMPOS DAN PUPUK

Kompos = soil conditioner Pupuk = fertilizer http://2.bp.blogspot.com/_2SiqCjExKLQ/TUji45k cIGI/AAAAAAAAAJs/K98eKuNm_x0/s1600/pup uk1.jpg http://t2.gstatic.com/images? q=tbn:ANd9GcRgICF1kq0Dn OuZ2tLEna_OT0PtwQpR6cZ xGI2QJ8ju1uTr6reT_w

KELEBIHAN KOMPOS

Aspek Ekonomi :

1. Menghemat biaya untuk transportasi dan penimbunan limbah

2. Mengurangi volume/ukuran limbah

3. Memiliki nilai jual yang lebih tinggi dari pada bahan asalnya

Aspek Lingkungan :

1. Mengurangi polusi udara karena pembakaran limbah dan pelepasan gas metana dari sampah organik yang membusuk akibat bakteri metanogen di tempat pembuangan sampah

2. Mengurangi kebutuhan lahan untuk penimbunan

Aspek bagi tanah/tanaman:

1. Meningkatkan kesuburan tanah

2. Memperbaiki struktur dan karakteristik tanah

3. Meningkatkan kapasitas penyerapan air oleh tanah

4. Meningkatkan aktivitas mikroba tanah

5. Meningkatkan kualitas hasil panen (rasa, nilai gizi, dan jumlah panen)

6. Menyediakan hormon dan vitamin bagi tanaman

7. Menekan pertumbuhan/serangan penyakit tanaman

8. Meningkatkan retensi/ketersediaan hara di dalam tanah

STANDAR KOMPOS

STANDAR KOMPOS

APLIKASI KOMPOS

Kompos Cacing Kompos Bagase Kompos Bokashi Kompos Jerami

Kompos Tandan Sawit Kompos Dedaunan

Kompos Sampah Pasar dan lain-lain

METODE PENGOMPOSAN

1. Pengomposan dengan teknologi rendah (Low – Technology)

2. Pengomposan dengan teknologi sedang (Mid – Technology)

3. Pengomposan dengan teknologi tinggi (High – Technology)

Windrow Composting

Aerated Static Pile

HIGH TECHNOLOGY COMPOSTING

Rotary Drum Composters _{Box/Tunnel Composting System}

HIGH TECHNOLOGY COMPOSTING

Mechanical Compost Bins

HIGH TECHNOLOGY COMPOSTING

PROSES PENGOMPOSAN

HUBUNGAN WAKTU VS TEMPERATUR

Sumber : Wahyono dkk, 2003

PROSES PENGOMPOSAN

Proses pengomposan secara sederhana dapat dibagi menjadi dua tahap, yaitu tahap aktif dan tahap pematangan. Selama tahap-tahap awal proses, oksigen dan senyawa-senyawa yang mudah terdegradasi akan segera dimanfaatkan oleh mikroba mesofilik. Suhu tumpukan kompos akan

meningkat dengan cepat. Demikian pula akan diikuti dengan peningkatan pH kompos. Suhu akan meningkat hingga di atas 50o _{- 70}o _{C. Suhu akan tetap tinggi selama waktu tertentu. Mikroba}

yang aktif pada kondisi ini adalah mikroba Termofilik, yaitu mikroba yang aktif pada suhu tinggi. Pada saat ini terjadi dekmposisi/penguraian bahan organik yang sangat aktif. Mikroba-mikroba di dalam kompos dengan menggunakan oksigen akan menguraikan bahan organik menjadi CO₂, uap air dan panas. Setelah sebagian besar bahan telah terurai, maka suhu akan berangsur-angsur mengalami penurunan. Pada saat ini terjadi pematangan kompos tingkat lanjut, yaitu pembentukan komplek liat humus. Selama proses pengomposan akan terjadi penyusutan volume maupun biomassa bahan. Pengurangan ini dapat mencapai 30 – 40% dari volume/bobot awal bahan.

Proses pengomposan dapat terjadi secara aerobik (menggunakan oksigen) atau anaerobik (tidak ada oksigen). Proses yang dijelaskan sebelumnya adalah proses aerobik, dimana mikroba

menggunakan oksigen dalam proses dekomposisi bahan organik. Proses dekomposisi dapat juga terjadi tanpa menggunakan oksigen yang disebut proses anaerobik. Namun, proses ini tidak

diinginkan selama proses pengomposan karena akan dihasilkan bau yang tidak sedap. Proses an-aerobik akan menghasilkan senyawa-senyawa yang berbau tidak sedap, seperti: asam-asam organik (asam asetat, asam butirat, asam valerat, puttrecine), amonia, dan H₂S.

FAKTOR PENGOMPOSAN

1. Karakteristik bahan yang dikomposkan

2. Aktivator pengomposan yang dipergunakan

3. Metode pengomposan yang dilakukan

MIKROORGANISME DALAM

PENGOMPOSAN

FAKTOR-FAKTOR PENGOMPOSAN

1. Rasio C/N (30-40)

2. Ukuran partikel (5-10 cm)

3. Ketinggian Timbunan Sampah (1,25 – 2,00 m)

4. Kelembaban (40 – 60%) (Indriani, 2011)

5. Aerasi (5 – 20%) (Wahyono dkk, 2003)

6. Porositas

7. Kandungan air/Kadar Air

8. Suhu (40 – 50°C)

9. pH (3 – 11) atau (optimal = 5,5 – 8,0) (Setyorini dkk, 2008)

10. Kandungan hara

STRATEGI PENGOMPOSAN

Menanipulasi kondisi/faktor-faktor yang berpengaruh pada proses pengomposan.

Menambahkan organisme yang dapat mempercepat proses pengomposan: mikroba pendegradasi bahan organik

(misalnya : MARROS Bio-Activa, Green Phoskko (GP-1), Promi, OrgaDec, SuperDec, ActiComp, EM4, Stardec, Starbio, BioPos, dll.) dan vermikompos (cacing).

Menggabungkan strategi pertama dan kedua.

TAHAPAN PEMBUATAN KOMPOS

•

Pemilahan

•

Penumpukan

•

Proses Pengomposan

•

Pembalikan

•

Penyiraman

•

Pematangan

•

Pemanenan kompos

TAHAPAN PENGOMPOSAN

Isro’i, 2009

1 2

3 4

INDIKATOR TINGKAT KEMATANGAN

KOMPOS

Dicium/dibaui

Warna kompos (coklat kehitam-hitaman) Penyusutan (20-40 %)

Tes kantong plastik Tes perkecambahan Suhu

Kandungan air kompos (55-65 %)

CONTOH 1

Desain fasilitas komposting di TPS:

1. TPS dibagi menjadi tiga bagian utama, yaitu: Tempat Kontainer

Tempat Proses Awal Lahan Pematangan

2. Kontainer hanya digunakan untuk pengumpulan residu yang akan dibuang ke TPA

3. Dilakukan pemilahan awal secara manual untuk bahan yang tidak dapat dikomposkan

4. Dilakukan pencacahan bahan hingga mencapai ukuran 2 cm

5. Sistem komposting terpilih, yaitu:

Anaerobic Fakultatif

LUAS LAHAN KOMPOSTING

1. Lahan sorting/pemilahan

2. Pencacahan

LAHAN SORTING

Volume sampah input = 1 m3

Sorting dilakukan dengan garpu penggaruk manual, kedalaman timbulan pada bak sorting = 0,5 m

Luas bak sorting = 1 m3 _{: 0,5 m = 2 m}2_{; sehingga panjang = 2} m, dan lebar 1 m

Jadi, luas total = luas bak sorting + luas jarak antara = 2 m2 + 10 m2 _{= 12 m}2

Apabila diperkirakan waktu yang diperlukan untuk memilah sampah dengan volume 1 m3 _{dengan 2 orang pekerja selama} 30 menit, maka untuk 7 jam kerja dapat dipilah sampah

sebesar 14 m3 _sampah.

PENCACAHAN

Volume bahan yang dicacah diasumsikan 80 % yang akan dimanfaatkan, sehingga 80 % x 14 m3_{/hari = 11,2 m3/hari}

Kapasitas alat pencacah mekanis = 2 m3_/jam

Dimensi alat (p x l x t) = 1 x 2 x 1 m

Dengan jam operasional alat selama 7 jam, maka alat dapat mencacah sampah sebanyak 14 m3_{/hari (Ok!)}

Kebutuhan luas penampung hasil pencacahan: Tinggi = 1 m

Panjang = 1 m Lebar = 1,5 m

Luas total = luas penampung + luas alat + luas jarak antara Luas total = 1,5 m2 _{+ 2 m}2 _{+ 13 m}2 _{= 16,5 m}2

PEMATANGAN

AN-AEROBIC

Volume hasil pencacahan = 11,2 m3_/hari

Desain waktu pengomposan selama 30 hari dengan metode

an-aerobic fakultatif composting dengan penambahan inokulum

EM4

Luas area komposting:

Volume = 11,2 m3_{/hari x 30 hari = 336 m}3 Dimensi bak komposting:

Tinggi = 1,2 m; Lebar = 1,5 m; Panjang = 186 m

Maka, luas area komposting = Luas bak + Luas jarak antara = 279 m2 _{+ 375 m}2 _{= 654 m}2

PEMATANGAN

AEROBIC

Volume hasil pencacahan = 11,2 m3_/hari

Desain waktu pengomposan selama 30 hari dengan metode aerobic composting dengan penambahan inokulum EM4 Luas area komposting:

Volume = 11,2 m3_{/hari x 30 hari = 336 m}3

Luas penampang timbunan (UPDK, 1992): L1 = 0,6 m

L2 = 1,75 m T1 = 1,5 m T2 = 0,6 m Panjang = 10 m

Luas penampang cross = [(1,75 + 1)/2)] x 1,5 = 2 m2

Panjang tumpukan = 336 m3 _{: 2 m}2 _{= 168 m}

Luas area timbunan = 168 m x 1,75 m = 294 m2

CONTOH 2

Landasan Pemilahan 1 Pemilahan 2 Area Pengomposan Gudang Kantor Pos Jaga Saluran Drainase

Bak Penampung Lindi

LANDASAN

Timbulan Sampah = 15 m3_/hari

Waktu kerja = 8 jam/hari Jumlah sampah = 1,875 m3_/jam

Waktu tinggal sampah maksimum = 2 jam

Volume tumpukan sampah = 1,875 m3_{/jam x 2 jam = 3,75 m}3

Tinggi tumpukan sampah maksimum = 1 m Luas tumpukan sampah = 3,75 m2

Spasi kosong untuk operasi penuangan sampah dari gerobak sampah/Fukuda = 3,75 m2

Luas area landasan = 3,75 m2 _{+ 3,75 m}2 _{= 7,5 m}2

PEMILAHAN 1

Material Volume (m³) Dimensi bak (m3₎ Frek.Pengambi lan (kali/hari) Kertas 1,020 1.5x0.8x0.5 2 Plastik 0,251 1.5x0.8x0.5 1 Logam 0,871 1.5x0.8x0.5 1 Kaca/gelas 0,107 0.3x0.3x0.5 2 Karet 0,051 0.3x0.3x0.5 1 Kain 0,078 0.3x0.3x0.5 1

Kayu dan lain-lain 0,179 1.5x0.8x0.5 1 Residu ke TPA 1,838 1.5x0.8x0.5 3

PENGOMPOSAN

Pengomposan primer ini dilakukan dengan cara Windrow. Cara ini termasuk metode yang paling tua dalam proses komposting. Dalam bentuknya yang paling sederhana, windrow bisa disusun dengan

menempatkan material yang akan dikomposkan dalam lajur tumpukan

dengan ketinggian 8-10 ft dan lebar 20-25 ft. Jika diterapkan system

yang sangat minimal, cara ini akan memakan waktu tiga sampai lima

tahun untuk mencapai degradasi total, selain juga akan menimbulkan

bau karena kondisi anaerobik pada beberapa tempat.

Sistem composting windrow yang high rate membutuhkan dimensi windrow yang lebih kecil, yakni panjang 6-7 ft dan lebar 14-16 ft. Ukuran sebenarnya windrow akan sangat bergantung pada jenis peralatan yang akan digunakan dalam melakukan perbaikan tumpukan. Sebelum tumpukan windrow dibentuk, material organik diproses terlebih dahulu dengan pemilahan dan pencacahan sampai ukuran kurang lebih 1-3 in dan kelembaban dikondisikan antara

PENGOMPOSAN PRIMER

Data :

a. Sampah yang dikomposkan = 10,61 m3_{/hari = 991.29 Kg/hari} b. Lama pengomposan 3 hari untuk 1 kotak

• Perhitungan :

a. Volume satu kotak = 10,61 m3_{/hari x 3 hari = 31,83 m}3 b. Dengan kedalaman (H) = 1,5 m , maka:

Luas satu kotak = 31,83 m3_{/ 1,5 m = 21,22 m}2

c. Jika direncanakan L = 4 m, maka P = 21,22/4 = 5,3 m

d. Jika direncanakan waktu untuk pengomposan primer adalah 3 minggu = 21 hari maka:

Jumlah kotak = 21/3 = 7 kotak

PENGOMPOSAN SEKUNDER

• Data:

a. Sampah yang dikomposkan = 10.61 m3_{/hari = 991.29}

Kg/hari

b. Lama pengomposan = 1 minggu = 7 hari Perhitungan :

a. Volume = 10,61 m3_{/hari x 7 hari = 74,27 m}3

b. Dengan kedalaman (H ) = 1,5 m , maka: Luas = 74,27/1.5 = 49,5 m2

KOMPOS DIPERKAYA (IDE)

Pengaruh pemberian kompos diperkaya mikroba pada tanaman jagung.(ket. : K = kontrol; S = Standar; P = kompos; PM = kompos diperkaya

mikroba) Pengaruh pemberian kompos diperkaya mikroba

pada tanaman tebu. (ket. : K = kontrol tanpa pemupukan; S = pemupukan standard; P = kompos tanpa mikroba; P, DT 38, MPF = kompos

PENGOMPOSAN DI INDONESIA

http://1.bp.blogspot.com/- DNcjLUQt6BI/UFdS-N3rwvI/AAAAAAAAAjA/u9TxhrG6Fo0/s16 00/keranjang+takakura.jpg http://3.bp.blogspot.com/_w7a8kl5Znx8/TP Hp-QCfDMI/AAAAAAAAGsE/WGn1Qsv-pwQ/s1600/Bedeng7.JPG

WOODEN BOX BIN

WOOD AND WIRE THREE-BIN

TURNING UNIT

CINDER BLOCK BIN

SUMBER: HTTP://CWMI.CSS.CORNELL.EDU/COMPOSTING.HTM

CINDER BLOCK TURNING UNIT

SUMBER: HTTP://CWMI.CSS.CORNELL.EDU/COMPOSTING.HTM

SNOW FENCE BIN

GARBAGE CAN COMPOSTER

WORM COMPOSTING BIN

SUMBER: HTTP://CWMI.CSS.CORNELL.EDU/COMPOSTING.HTM

COMPOST MOUND

COMPOST POCKETS

MULCH

TUGAS 2 - KOMPOSTING

Cari jenis –jenis kompos lainnya yang dilengkapi dengan data foto, bahan baku, cara pengomposan / metodenya dan aplikasinya.

Jangan lupa sertakan referensi di setiap pengambilan data.

Format line spacing dan margin bebas (word)

Dikumpulkan ke bimastyaji@outlook.com; materi kuliah dapat di download di https://tinyurl.com/pps2komposting

Format nama file: Nomor Kelompok_Tugas 2