PENGARUH RESIRKULASI LINDI TERHADAP LAJU DEGRADASI SAMPAH DI TPA NGIPIK, GRESIK

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).

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)

Fase Degradasi Sampah secara Anaerobik di

TPA

•

Hydrolisis (I)

•

Acedogenesis (II)

•

Acetogenesis (III)

•

Methanogenesis (IV)

•

Stabilisasi (V)

Sumber: Williams, 2005.

Karakteristik Lindi

Kostova, 2006

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

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 - R4 = Resirkulasi (240 mL/mnt), organodegra 6,25 gram/L - R5 = Resirkulasi (480 mL/mnt), tanpa organodegra

- R6 = Resirkulasi (480 mL/mnt), organodegra 3,75 gram/L - R7 = Resirkulasi (480 mL/mnt), organodegra 5 gram/L - R8 = Resirkulasi (480 mL/mnt), organodegra 6,25 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

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

Perhitungan Gas

𝐶₁₄₉𝐻₂₀₆𝑂₅₀𝑁 + 4 149286 − (206) − 2(50) − 3(1) 4 𝐻2𝑂 → 4 149 + (206) − 2(50) − 3(1) 8 𝐶𝐻4 + 4 149 − (206) + 2(50) + 3(1) 8 𝐶𝑂2 + (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 CH_{4 (g)} = 𝐾𝑜𝑒𝑓 𝐶𝐻4 𝐾𝑜𝑒𝑓 𝐶₁₄₉𝐻₂₀₆𝑂₅₀𝑁 × 𝑀𝑟 𝐶𝐻₄ 𝑀𝑟 𝐶₁₄₉𝐻₂₀₆𝑂₅₀𝑁 × 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝐶𝐻4 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑡𝑎𝑠 𝑆𝑎𝑚𝑝𝑎ℎ = 83,37₁ × 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

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 (o_{C) debit 240 mL/menit}

Kualitas effluent lindi

pH debit 240 mL/menit

Salinitas (ppt) debit 240 mL/menit

Kualitas effluent lindi

Konsentrasi BOD debit 240 mL/menit

0 2000 4000 6000 8000 0 5 10 15 20 25 30 35 K on se n tr asi B OD (m g/L ) Waktu (hari) R1 R2 R3 R4

R1 : Resirkulasi, tanpa organodegra R2 : Resirkulasi, organodegra 3.75 g/L R3 : Resirkulasi, organodegra 5 g/L R4 : Resirkulasi, organodegra 6.25 g/L

Kualitas effluent lindi

Konsentrasi BOD debit 480 mL/menit

0 2000 4000 6000 8000 0 5 10 15 20 25 30 35 K on se n tr asi B OD (m g/L ) Waktu (hari) R5 R6 R7 R8

R5 : Resirkulasi, tanpa organodegra R6 : Resirkulasi, organodegra 3.75 g/L R7 : Resirkulasi, organodegra 5 g/L R8 : Resirkulasi, organodegra 6.25 g/L

Kualitas effluent lindi

Konsentrasi COD debit 240 mL/menit

0 5000 10000 15000 20000 25000 0 5 10 15 20 25 30 35 K on se n tr asi COD ( m g/L ) Waktu (hari) R1 R2 R3 R4

R1 : Resirkulasi, tanpa organodegra R2 : Resirkulasi, organodegra 3.75 g/L R3 : Resirkulasi, organodegra 5 g/L R4 : Resirkulasi, organodegra 6.25 g/L III IV

Kualitas effluent lindi

Konsentrasi COD debit 480 mL/menit

0 5000 10000 15000 20000 25000 0 5 10 15 20 25 30 35 K on se n tr asi COD ( m g/L ) Waktu (hari) R5 R6 R7 R8

R5 : Resirkulasi, tanpa organodegra R6 : Resirkulasi, organodegra 3.75 g/L R7 : Resirkulasi, organodegra 5 g/L R8 : Resirkulasi, organodegra 6.25 g/L 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 R}2

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

Laju degradasi Sampah

Laju degradasi Sampah

Debit 480 mL/menit

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 0.000 0 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 R}2

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

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.

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

Kondisi Akhir Penelitian

R₅

R₇

R₈

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.