PENGARUH RESIRKULASI LINDI BERSALINITAS TERHADAP LAJU DEGRADASI SAMPAH TPA BENOWO, SURABAYA

(1)

PENGARUH RESIRKULASI LINDI BERSALINITAS TERHADAP LAJU DEGRADASI SAMPAH

TPA BENOWO, SURABAYA

1 1

Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2011 Dosen Pembimbing IDAA. Warmadewanthi, ST., MT., PhD. NIP. 19750212 1999 03 2 001 Oleh Sudibyo NRP. 3307100066

Effect of Saline Leachate Recirculation on Solid Waste Degradation Rate in TPA Benowo, Surabaya FINAL PROJECT – RE 091324

(2)

Open Dumping  Masalah:

Lindi, Bau, Pencemaran Udara

Pembuangan sampah

± 8.000 m3_/hari

Luas area + 26,7 ha

(Sudarma, 2010)

TPA Benowo, Surabaya

(3)

Resirkulasi Lindi

Lindi Bersalinitas Tinggi

[Cl-_{] = 22.500 mg/L (Azizah, 2010)}

Mempercepat Degradasi Sampah

(Wang, et al., 2006)

Cont’…

Salinitas [3%]  inhibitor proses degradasi sampah secara anaerobik

(4)

Perumusan Masalah da Tujuan

Pengaruh Resirkulasi Lindi

Produksi Gas Metan (CH4)

Kualitas Effluent Lindi Laju Degradasi Sampah

Nilai Laju Degradasi Sampah

(5)

Ruang Lingkup

1. Sampel sampah dan lindi berasal dari TPA Benowo. 2. Penelitian dilakukan dalam skala laboratorium dengan

menggunakan bioreactor landfill (reaktor B) untuk dan lab

scale reaktor (reaktor A).

3. Komposisi sampah kedua reaktor tersebut adalah sama.

4. Persamaan laju degradasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah persamaan kinetik orde kesatu. 5. Parameter kualitas effluent lindi meliputi: pH, salinitas,

nilai organik yang dinyatakan dalam COD.

(6)

Karakteristik Sampah

Fisik •Densitas sampah • Kelembaban sampah • Ukuran dan distribusi partikel •Field Capacity (Kapasitas ladang) • Permeability dari sampah terkompaksi Kimia • Proximate Analysis • Ultimate Analysis • (C, H, O, N, S) Biologi • Komponen terlarut, selulosa dan bahan organik lainnya No Komponen C H O N Abu

Bahan Organik yang tidak cepat terurai (slowly decomposable)

1 Tekstil 55.00 6.60 31.20 4.60 2.50

2 Kayu/Bambu 49.5 6.40 42.70 0.20 1.50

3 Sampah Jalan 49.5 6.40 42.70 0.20 1.50

Bahan Organik yang cepat terurai (rapidly decomposable)

4 Kertas 43.5 6.00 44.00 0.30 6.00

(7)

Karakteristik Lindi

Sumber: Tchobanouglous et al., 1993

Parameter

Nilai

TPA Baru TPA Lama

< 2 tahun > 10 tahun

Range Tipikal

pH 4,5-7,5 6 6,6-7,5

COD (mg/l) 3.000-60.000 18 100-500

Klorida (mg/l) 200-3.000 500 100-400

Parameter Satuan Fase

Asidogenesis Fase Metanogenesis pH - 5-6,5 7,5-9 COD mg/L 20.000-30.000 1.500-2.000 Konvensional Resirkulasi Lindi

(8)

TPA dan Resirkulasi Lindi

TPA Sampah

Lindi dan Gas

Resirkulasi Lindi

Manfaat Resirkulasi:

- Mempercepat proses degradasi sampah

(Francois, et al., 2007; Wang, et al., 2006)

- Memperbesar settlement sampah (Vaidya,2002) - Mempercepat kondisi stabilisasi proses (Reinhart, 2006) - Meningkatkan produksi gas (Sanphoti, et al., 2006)

(9)

Salinitas

Istilah Salinitas (ppt) Air Tawar Fresh water < 0,5 Oligohaline 0,5-3,0 Air Payau Mesohaline 3,0-16,0 Polyhaline 16,0-30,0 Air Laut Marine 30,0-40,0

Klasifikasi Air Berdasarkan Nilai Salinitas

(10)

Penelitian Terkait

Rolle, et al. (1997)

Terdapat efek pada penambahan lindi sintetik bersalinitas dengan konsentrasi 0,8% dan 1,5% terhadap yield gas metan yang dihasilkan reaktor sampah dari

sampah organik perkotaan, sampah sayuran dan kertas, baik secara aerobik maupun anaerobik.

(11)

Penelitian Terkait

Alkaabi, et al. (2009)

Konsentarasi salinitas sebesar 3% dapat menjadi inhibitor proses degradasi sampah secara anaerobik dengan penambahan sludge dan nutrient pada bioreaktor.

(12)

Penelitian Terkait

Warith (2002)

Perubahan konsentrasi klorida dalam sistem resirkulasi lindi mengalami fluktuasi dan relatif konstan pada konsentrasi 1000 mg/L sesuai dengan potensi salinitas sampah yang berada dalam bioreaktor (field study).

(13)

Penelitian Terkait

Loncnar, et al. (2010); Francoiis, et al. (2007; Sanphoti, et al. (2006); dan Hao, et al. (2008)

Aplikasi sistem resirkulasi lindi pada TPA mampu meningkatkan laju degradasi sampah, menjaga proses stabilisasi

sampah, mempercepat waktu dekomposisi sampah, meningkatkan kualitas lindi dan produksi gas metan.

(14)

Reaktor Anaerobik

Reaktor A

(laboratorium scale): -Volume 10 L

-Sampah berbentuk slurry -Rasio sampah 1:3

Reaktor B

(bioreactor landfill): - Volume 220 L

- Sampah berbentuk acak tanpa dicacah

(15)

Pelaksanaan Penelitian

Variasi Penelitian

Salinitas lindi dan Debit Resirkulasi

Pengoperasian Reaktor

Debit 15 mL/menit dan 20 mL/menit

Pengujian Parameter

(16)

Analisa dan Pembahasan

Yield Pembentukan Gas

(Y =CH4/CODx100%)

Laju Degradasi Sampah

(dS=-kt)

(17)

Penelitian Pendahuluan

Analisis Parameter Satuan

(w/w) Nilai

Proximate Analysis Moisture Content % 45.32

Volatile Solid % 25.75 Ultimate Analysis Karbon % 46.47 Hidrogen % 10.25 Oksigen % 18.38 Nitrogen % 4.43

Parameter Satuan Nilai

BOD mg/L 692,00

COD mg/L 1300,00

Salinitas ppt 5,80

Karakteristik Sampah

(18)

Yield Pembentukan Gas

[1] 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 5 10 15 20 25 30 35 40 G as M e ta n ( mL ) Waktu (hari) R1=0,30 ppt R2=3,00 ppt R3=10,0 ppt R4=20,0 ppt III IV V

(19)

Yield Pembentukan Gas

[2] 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 5 10 15 20 25 30 35 40 G as M eta n ( mL) Waktu (hari) R1=0,30 ppt R2=3,00 ppt R3=10,0 ppt R4=20,0 ppt III IV V

(20)

Reaktor Salinitas (ppt) Yield (%) Q = 15 mL/menit Q = 20 mL/menit Reaktor A1 0,30 22,2 31,1 Reaktor A2 3,01 19,3 26,1 Reaktor A3 10,1 7,8 9,8 Reaktor A4 20,0 5,8 4,9 Analysis of Variance Source DF SS MS F P Regression 1 540.00 540.00 18.82 0.005 Residual Error 6 172.16 28.69 Total 7 712.16 P (0,005) > α (0,05)

Yield Pembentukan Gas

[2]

Yield yang dihasilkan sampah organik perkotaan mencapai 53,9% pada kondisi optimum, 31% pada salinitas sedang (0,8%) dan 3,5%

(21)

Laju Degradasi Sampah

[1] 0 100 200 300 400 500 600 700 0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.0 2500.0 3000.0 3500.0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 V SS (m g/ L) COD (m g/ L) Waktu (hari)

COD: Salinitas=0,30 ppt VSS: Salinitas=0,30 ppt

III I II IV 0 100 200 300 400 500 600 700 0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.0 2500.0 3000.0 3500.0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 VSS (m g/L ) CO D (mg /L ) Waktu (hari)

COD: Salinitas=3,00 ppt VSS: salinitas=3,00 ppt

III I II IV 0 100 200 300 400 500 600 700 0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.0 2500.0 3000.0 3500.0 VSS (m g/L ) CO D (m g/ L) III I II IV 0 100 200 300 400 500 600 700 0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.0 2500.0 3000.0 3500.0 0 10 20 30 40 V SS (m g/L ) COD (m g/L ) III I II IV

(22)

Laju Degradasi Sampah

[2] 0 100 200 300 400 500 600 700 0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.0 2500.0 3000.0 3500.0 4000.0 0 10 20 30 40 VSS (m g/ L) CO D (mg /L ) Waktu (hari)

III I II IV 0 100 200 300 400 500 600 700 0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.0 2500.0 3000.0 3500.0 4000.0 0 10 20 30 40 VSS (m g/ L) CO D (mg/ L) Waktu (hari)

III I II IV 0 100 200 300 400 500 600 700 0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.0 2500.0 3000.0 3500.0 4000.0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 VS S (m g/L ) COD (m g/L ) Waktu (hari) III I II IV 0 100 200 300 400 500 600 700 0.0 500.0 1000.0 1500.0 2000.0 2500.0 3000.0 3500.0 4000.0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 VSS (mg/ L) COD (m g/L ) Waktu (hari) III I II IV

(23)

Laju Degradasi Sampah

[3] R2: y = 0.038x + 0.236, R² = 0.924 R1: y = 0.042x + 0.111, R² = 0.949 R3: y = 0.020x + 0.146, R² = 0.908 R4: y = 0.011x + 0.120, R² = 0.902 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 -l n S e /S o , Q = 1 5 m L/ m e n it Waktu (hari)

R1:Salinitas=0,30 ppt R2:Salinitas=3,00 ppt R3:Salinitas=10,0 ppt R4:Salinitas=20,0 ppt

Reaktor Persamaan k (hari-1₎ _b _R2

A1 y=0,042x + 0,111 0,042 0,111 0,949 A2 y=0,038x + 0,236 0,038 0,236 0,924

(24)

Laju Degradasi Sampah

[4] R1 : y = 0.043x + 0.297, R² = 0.942 R2 : y = 0.039x + 0.254, R² = 0.941 R3 : y = 0.018x + 0.214, R² = 0.903 R4 : y = 0.010x + 0.143, R² = 0.910 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 -l n Se/ So , Q = 2 0 m L/ m e ni t Waktu (hari)

R1:Salinitas=0,30 ppt R2:Salinitas=3,00 ppt R3:Salinitas=10,0 ppt R4:Salinitas=20,0 ppt

Reaktor Salinitas (ppt) k (hari-1₎ _b _R2

A1 y=0,043x + 0,297 0,043 0,297 0,942 A2 y=0,039x + 0,254 0,039 0,254 0,941 A3 y=0,018x + 0,214 0,019 0,214 0,903

(25)

Kualitas Effluent Lindi

[1] 0.00 2.50 5.00 7.50 10.00 12.50 15.00 17.50 20.00 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Sa linit as (ppt ) Waktu (hari) R1: Salinitas=0,30 ppt R2: Salinitas=3,00 ppt R3: Salinitas=10,0 ppt R4: Salinitas=20,0 ppt

Potensi Salinitas Sampah

0.00 2.50 5.00 7.50 10.00 12.50 15.00 17.50 20.00 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Ssa linitas (ppt ) Waktu (hari) R1: Salinitas=0,30 ppt R2: Salinitas=3,00 ppt R3: Salinitas=10,0 ppt R4: Salinitas=20,0 ppt

Potensi Salinitas Sampah

(26)

Kualitas Effluent Lindi

[2] 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 0 5 10 15 20 25 30 35 40 C O D E ff lu e n t Li n d i (m g/ L) Waktu (hari) R1: Salinitas=0,30 ppt R2: Salinitas=3,00 ppt R3: Salinitas=10,0 ppt R4: Salinitas=20,0 ppt COD R1 R2 R3 R4 First Peak ₂₆₀₀ ₃₀₁₈ ₂₈₀₀ ₃₀₁₈ Konsentrasi Akhir ₆₆₂ ₆₉₉ ₈₈₃ ₁₁₇₈

(27)

Kualitas Effluent Lindi

[2] 0 500 1000 1500 2000 2500 0 5 10 15 20 25 30 35 40 C O D E ff lu e n t Li n d i (m g/L ) Waktu (hari) R1: Salinitas=0,30 ppt R2: Salinitas=3,00 ppt R3: Salinitas=10,0 ppt R4: Salinitas=20,0 ppt R1 R2 R3 R4 First Peak 1920 2000 2240 2320 Konsentrasi Akhir 894 1032 1238 1376

(28)

Kualitas Effluent Lindi

[3]

pH effluent  Debit 15 mL/menit pH effluent Debit 20 mL/menit 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 0 5 10 15 20 25 30 35 40 pH Effl u en t Lin d i Waktu (hari) R1: Salinitas=0,03 ppt R2: Salinitas=3,00 ppt R3: Salinitas=10,0 ppt R4: Salinitas=20,0 ppt UOL LOL 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 0 5 10 15 20 25 30 35 40 p H Eff lue nt L in d i Waktu (hari) R1: Salinitas=0,30 ppt R2: Salinitas=3,00 ppt R3: Salinitas=10,0 ppt R4: Salinitas=20,0 ppt UOL LOL

(29)

Kondisi Akhir Penelitian

[1]

Reaktor Salinitas BOD COD BOD/COD

1 0,30 115 662 0,17

2 3,00 126 699 0,18

3 10,0 328 883 0,37

4 20,0 524 1178 0,44

(30)

Kesimpulan

[1]

1. Resirkulasi lindi bersalinitas berpengaruh terhadap produksi gas metan (yield). Yield gas metan ditunjukkan dengan 22,2% dengan debit 15 mL/menit pada kondisi salinitas 0,03 ppt dan 31,1% dengan debit 20 mL/menit pada kondisi salinitas yang sama. Terdapat pengaruh yang signifikan terhadap beban salinitas yang diresirkulasikan pada reaktor secara anaerobik. Semakin besar beban salinitas yang diresirkulasikan, maka semakin kecil yield yang dihasilkan oleh proses degradasi sampah secara anaerobik.

(31)

Kesimpulan

[2]

2. Laju degradasi sampah dihitung dengan persamaan kinetik orde kesatu. Laju degradasi sampah dengan konsentrasi salinitas 0,30 ppt mempunyai nilai sebesar 0,042 hari-1_{, dan konsentrasi salinitas 3,00;}

10,0 dan 20,0 ppt memberikan nilai sebesar 0,38; 0,20 dan 0,11 hari-1_{dengan debit 15 mL/menit. Pada}

debit 20 mL/menit, laju degradasi sampah mempunyai nilai sebesar 0,043; 0,039; 0,018 dan 0,010 hari-1

(32)

Kesimpulan

[3]

3. Resirkulasi lindi bersalinitas memberikan pengaruh yang signifikan terhadap laju degradasi sampah. Hal ini, ditunjukkan dengan laju degradasi sampah yang menunjukkan nilai yang semakin menurun seiring dengan konsentrasi salinitas yang semakin tinggi.

(33)

Kesimpulan

[4]

4. Resirkulasi lindi bersalinitas mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap kualitas effluent lindi yang dihasilkan. Parameter kualitas lindi tersebut meliputi salinitas, bahan organik (COD) dan pH lindi. Pengaruh tersebut ditunjukkan dengan perubahan kualitas salinitas dan penurunan konsentrasi COD yang dihasilkan. Namun, pH effluent lindi tidak dipengaruhi oleh beban salinitas untuk mencapai pH yang stabil.

(34)

Saran

[1]

1. Penelitian lebih lanjut dengan skala yang lebih besar dan waktu penelitian yang lebih lama.

2. Analisa terhadap jenis mikroorganisme yang mampu bertahan pada kondisi lindi dan sampah yang

mempunyai kandungan salinitas yang tinggi. 3. Penelitian tentang kualitas effluent lindi dengan

(35)

Sudibyo 3307100066