TEKNOLOGI PENGOLAHAN SAMPAH DENGAN PROSES TERMAL
(PROTOTIPE ALAT PENGANGKAT SAMPAH SALURAN AIR)
Manis Yuliani, Ikbal, I Putu Angga K., Fajar Eko P., Yosep Widi N., Acep Waluyo, Dinda Rita K. H., Delfi Fatina Soraya, Sarkiwan, Firman L. Sahwan, Sri Wahyono, Suyadi, Saiful Mukhid
ABSTRAK
Permasalahan yang ditimbulkan oleh sampah merupakan permasalahan utama yang dihadapi oleh kota-kata besar di Indonesia. Sekitar 15-20 % sampah dikelola secara baik dan tepat, sedangkan sisanya dibuang ke sungai sehingga mengakibatkan banjir. Dalam rangka mengatasi hal tersebut, Pusat Teknologi Lingkungan - BPPT membuat prototipe alat pengangkat sampah saluran air. Prototipe alat ini dipasang pada kolam yang telah dikondisikan sebagai saluran air yang berarus (simulator saluran air). Kapasitas dari prototipe alat pengangkat sampah saluran air adalah sekitar 24,31 l/menit. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, masih diperlukan banyak perbaikan agar prototipe ini menjadi layak untuk diterapkan ke lingkungan.
Kata kunci: sampah, alat pengangkat sampah saluran air
7.1. Latar Belakang
Sampah merupakan suatu bagian yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia karena setiap manusia pasti akan menghasilkan sampah. Jumlah sampah berbanding lurus dengan jumlah penduduk dan gaya hidup. Semakin besar jumlah penduduk dan semakin maju gaya hidup manusia, maka jumlah sampah yang akan dihasilkan juga semakin besar. Sampah yang tidak tertangani dengan baik akan menimbulkan pencemaran baik pencemaran bau, pencemaran tanah maupun pencemaran air yang nantinya akan berdampak buruk terhadap kesehatan manusia.
Sekitar 15-20 % sampah dikelola secara baik dan tepat sedangkan sisanya dibuang ke sungai sehingga mengakibatkan banjir. Saat ini masih banyak warga yang membuang sampah ke bantaran sungai. Alasan yang mendorong warga membuang sampah di sungai adalah ketiadaan lahan sebagai tempat pembuangan, terbatasnya sarana pengangkut yang disediakan pemerintah kota, dan ketidaktahuan warga tentang pengelolaan sampah yang benar. Jika hal seperti ini terus berlanjut dan proses penanganan sampahnya masih kurang, maka sampah akan menumpuk dan menimbulkan masalah seperti banjir dan timbulnya bibit penyakit.
Untuk itu perlu adanya suatu alat pengangkat yang dapat mengangkat sampah dari badan air (sungai). Saat ini BPPT khususnya Pusat Teknologi Lingkungan (PTL) melalui WP 2.3. Teknologi Pengolahan Sampah dengan Proses Termal telah melakukan kegiatan pembuatan prototipe alat pengangkat sampah saluran air. Prototipe alat pengangkat sampah saluran air ini merupakan salah satu output dari kegiatan WP 2.3. TA 2016. Alat pengangkat sampah saluran air adalah salah satu alat pre-treatment untuk penanganan sampah sebelum masuk ke proses termal. Dengan dipasangnya alat ini pada sungai yang berarus, diharapkan sampah saluran air dapat berkurang dan dapat dikelola bersama dengan sampah-sampah dari TPS dengan menggunakan proses termal.
7.2. Tujuan dan Sasaran
Tujuan dari kegiatan ini adalah membuat prototipe alat pengangkat sampah saluran air yang merupakan alat pre-treatment sampah sebelum masuk ke proses termal.
Sedangkan sasaran dari kegiatan ini adalah
a. Pembuatan konsep desain prototipe alat pengangkat sampah b. Instalasi prototipe alat pengangkat sampah saluran air
c. Uji coba prototipe alat pengangkat sampah saluran air
7.3. Hasil Kegiatan Triwulan I
Kegiatan yang dilakukan Teknologi Pengolahan Sampah dengan Proses Termal (Prototipe alat pengangkat sampah saluran air) pada triwulan I meliputi :
a. Studi Literatur, dilakukan untuk memperkaya pengetahuan tentang alat pengangkat sampah saluran air. Studi literatur ini dilakukan dengan mengkaji makalah – makalah maupun hasil kajian yang telah dilakukan oleh pihak – pihak lain.
b. Pembahasan konsep desain alat pengangkat sampah saluran air
Rapat pembahasan konsep desain alat pengangkat sampah saluran air dilaksanakan pada tanggal 25 Februari 2016, di ruang rapat BTPAL. Rapat ini bertujuan untuk menyempurnaan konsep desain alat pengangkat sampah saluran air yang disesuaikan dengan anggaran yang telah disediakan. Adapun hasil dari rapat tersebut adalah :
1. Needle roller diletakkan di belakang Trash web.
2. Dipasang pelindung pada kaki depan alat agar tidak ada sampah yang tersangkut. 3. Konstruksi alat dibuat mobile agar mudah dipindahkan.
4. Koordinasi dengan BTPAL terkait dengan peminjaman kolam kultur untuk dijadikan sebagai kolam uji coba alat pengangkut sampah saluran air
Gambar 7.1. Pembahasan Konsep Desain Prototipe Alat Pengangkat Sampah Saluran Air
Triwulan II
Dari hasil percobaan yang dilakukan pada triwulan I, maka kegiatan yang dilakukan pada triwulan II adalah sebagai berikut:
a. Membuat desain prototipe alat pengangkat sampah saluran air
Berikut ini merupakan desain dan spesifikasi prototipe alat pengangkat sampah saluran sungai yang akan dirancang.
Gambar 7.2. Alat Pengangkat Sampah Saluran Air Tampak Depan
Gambar 7.3. Alat Pengangkat Sampah Saluran Air Tampak Atas Keterangan :
a : Conveyor Pengangkat Sampah Spesifikasi : Panjang :160 cm Lebar : 60 cm Bahan : Besi b : Needle Roller Spesifikasi : Panjang : 60 cm Bahan : Besi
c : Conveyor pemindah sampah Spesifikasi : Panjang : 160 cm
Bahan : Besi
d : Bak pengumpul sampah Spesifikasi : Panjang : 50 cm
Tinggi : 80 cm
Bahan : Akrilik
Adapun mekanisme kerja alatnya adalah sampah yang berada di saluran air akan diangkat oleh conveyor pengangkat sampah (a). Setelah sampah sampai di atas, sampah yang bisa diangkat akan jatuh dari conveyor pengangkat sampah ke conveyor pemindah sampah (c). Sampah yang tidak terjatuh dari konveyor pengangkat sampah akan dibersihkan oleh neddle roller (b). Pada conveyor pemindah sampah, sampah akan dibiarkan beberapa saat agar air yang berada di sampah bisa berkurang. Setelah itu sampah akan diangkut ke bak pengumpul (d) untuk di bawa ke TPS.
b. Pembuatan dan pemasangan prototipe alat pengangkat sampah saluran air.
Berikut ini adalah foto hasil pemasangan prototipe alat pengangkat sampah saluran air pada kolam yang telah dikondisikan seperti saluran air (simulator saluran air).
Gambar 7.4. Alat Pengangkat Sampah Saluran Air secara Lengkap
Gambar 7.6. Alat Pengangkat Sampah Saluran Air Tampak Samping
Triwulan III
Ruang lingkup kegiatan pada triwulan III adalah sebagai berikut: a. Uji coba
b. Perbaikan prototipe alat pengangkat sampah saluran air
Hasil capaian pada triwulan III Kegiatan Teknologi Pengolahan Sampah dengan Proses Termal (Prototipe Alat Pengangkat Sampah Saluran Air) adalah sebagai berikut:
a. Trial test Prototipe Alat Pengangkat Sampah Saluran Air
Pada uji coba prototipe alat pengangkat sampah saluran air, tidak ada pengambilan data. Uji coba ini hanyak untuk melihat prototipe alat pengangkat sampah saluran air dapat dijalankan dengan baik atau tidak. Berikut ini uji coba yang dilakukan:
Uji coba conveyor pengangkat sampah (motor, gear, rantai),
Tujuan dari uji coba ini adalah untuk mengetahui fungsi dari motor, gear, rantai dan plat pada conveyor pengangkat sampah berjalan lancar atau tidak. Hasil uji coba adalah motor, rantai, gear dan plat dapat berjalan dengan baik.
Uji coba conveyor pemindah sampah,
Tujuan uji coba ini hampir sama dengan tujuan uji coba conveyor pengangkat sampah yaitu untuk mengetahui fungsi dari motor, gear, rantai dan plat pada conveyor pemindah sampah dapat berjalan lancar atau tidak. Hasil uji coba adalah motor, rantai, gear dan plat berjalan dengan baik.
Sudah dijelaskan di atas bahwa arah aliran simulator saluran air mempengaruhi arah prototipe alat pengangkat sampah yang akan dipasang. Tujuan dari uji coba ini adalah memastikan bahwa alat yang dipasang sudah sesuai dengan arah aliran pada simulator saluran air. Hasil uji coba adalah motor penggerak aliran dapat berjalan dan pemasangan prototipe sudah sesuai dengan arah aliran air simulator saluran air.
Uji coba kemampuan prototype alat dalam mengangkat sampah dari saluran air
Uji coba ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan prototipe alat dalam mengangkat sampah. Setelah dilakukan uji coba ini, ternyata ada beberapa masukan untuk memperbaiki kinerja alat. Masukan-masukan tersebut akan ditampung dan dipertimbangkan untuk dilaksanakan. Berikut ini masukan-masukannya:
1. Penambahan penutup akrilik untuk sisi kanan dan sisi kiri konveyor pengangkat sampah. 2. Penambahan penutup pada belakang alat pengangkat sampah saluran air (pada sisi samping
konveyor pemindah sampah)
3. Penambahan plat pada konveyor pengangkat sampah dan konveyor pemindah sampah
b. Perbaikan Prototipe Alat Pengangkat Sampah Saluran Air
Perbaikan prototipe alat pengangkat sampah saluran air berdasarkan masukan-masukan yang telah diperoleh pada saat uji coba prototipe.
Pemasangan penutup pada kedua sisi conveyor pengangkat sampah.
Tujuan dipasangnya penutup akrilik pada sisi-sisi konveyor pengangkat sampah adalah agar ketika conveyor mengangkat sampah dengan volume besar, tidak ada sampah yang terjatuh ke sisi samping conveyor.
Gambar 7.7. Pemasangan Penutup Akrilik Pada Prototipe Alat Pengangkat Sampah Saluran Air
Pemasangan penutup pada belakang alat pengangkat sampah saluran air (sisi pada conveyor pemindah sampah),
Tujuan dari pemasangan penutup ini adalah agar sampah yang jatuhnya melebar ke sisi belakang tidak jatuh kembali ke badan air (lolos dari alat).
Gambar 7.8. Prototipe Alat Pengangkat Sampah Saluran Air yang telah dipasang penutup akrilik pada belakang prototipe alat
Pemasangan plat tambahan pada conveyor pengangkat sampah dan conveyor pemindah sampah.
Pada prototipe alat pengangkat sampah dan konveyor pemindah sampah, jarak antar platnya adalah sekitar 1,5-2 cm. Hal ini membuat sampah yang memiliki ukuran di bawah 1,5-2 cm tidak dapat terangkat. Untuk itu perlu dipasang plat pada celah tersebut. Lebar platnya sekitar 1 cm, sehingga sampah dengan lebar 1,5 -2 cm bisa terangkat.
Gambar 7.9. Pemasangan Plat Tambahan Pada Prototipe Alat Pengangkat Sampah Saluran Air
Triwulan IV
Ruang lingkup kegiatan ini pada triwulan IV adalah sebagai berikut: a. Running Prototipe Alat Pengangkat Sampah Saluran Air
b. Evaluasi kinerja Prototipe Alat Pengangkat Sampah Saluran Air
Setelah dilakukan penambahan-penambahan untuk perbaikan prototipe, maka dilakukanlah running prototipe untuk mengetahui seberapa jauh performance dari prototipe ini. Uji coba prototipe alat pengangkat sampah saluran air dilakukan di Gedung Geostech pada tanggal 27 Oktober 2016. Running yang dilakukan meliputi: 1) Running untuk mengetahui kemampuan alat dalam mengangkat sampah dengan variasi ukuran, bentuk maupun kekasaran permukaan. 2) Running untuk mengetahui kapasitas alat dalam mengangkat sampah (berat/waktu dan volume/waktu).
Berikut ini adalah hasil running prototipe alat pengangkat sampah saluran air :
Tabel 7.1. Hasil Running Prototipe Alat Pengangkat Sampah Saluran Air dengan Variasi Ukuran dan Bentuk Sampah
Jenis Sampah Bentuk Keterangan Waktu
(detik)
Sachet kopi
Persegi, tipis, tekstur keras
Bisa terangkat tetapi ada beberapa yang lolos dari
conveyor pengangkat sampah. 16 Styrofoam Ukuran : 48 cm x 22 cm x 7 cm Permukaan licin
Bisa terangkat tetapi
membutuhkan waktu lama untuk jatuh ke conveyor pemindah sampah.
Dari conveyor pemindah sampah, sampah tidak bisa jatuh ke penampung sampah.
41
Ukuran : 7 cm x 4 cm x 1 cm Permukaan licin
Bisa terangkat. Posisi terangkat bisa posisi tidur (horizontal) ataupun vertikal
15 Kayu Ukuran : 22 cm x 7 cm x 3 cm Permukaan : kasar
Bisa terangkat dengan posisi tidur (horizontal) ataupun vertikal. 15 Plastik kresek Tidak beraturan, tekstur lemes
Bisa terangkat tetapi ada sebagian sampah plastik yang melilit as rantai.
15
Botol Aqua Tabung
Ukuran : Tinggi : 23 cm Diameter : 5 cm
Bisa terangkat tetapi selalu dalam posisi tidur (horizontal).
17
Tidak beraturan
Bisa terangkat dengan posisi tidur (horizontal) ataupun vertikal. 16 Daun Tidak beraturan, tipis, tekstur keras.
Bisa terangkat tetapi
sebagian ada yang lolos dari plat conveyor pengangkat sampah.
Sampah (detik) Kaleng Tabung, Permukaan licin Ukuran : Tinggi : 8,5 cm Diameter : 5 cm
Bisa terangkat tetapi pada posisi tidur (horizontal).
15
Tidak beraturan
Bisa terangkat. 15
Tabel 7.2. Hasil Running untuk Mengetahui Kapasitas Prototipe Alat Pengangkat Sampah Saluran Air
Percobaan Volume (L) Berat (kg) Waktu (menit) Kapasitas
Volume (L/ menit) Berat (kg/menit)
I 40 5.14 1.53 26.09 3.35
II 40 4.69 1.67 24.00 2.81
III 40 4.36 1.75 22.86 2.49
Rata-rata 40.00 4.73 1.65 24.31 2.89
Berikut ini pembahasan dari hasil running prototipe alat pengangkat sampah saluran air.
a. Running Prototipe Alat Pengangkat Sampah Saluran Air dengan Variasi Ukuran dan Bentuk Sampah
Pada tabel 1 dapat dilihat bahwa sampah sachet kopi, styrofoam ukuran 7 cm x 4 cm x 1 cm, kayu, plastik kresek, botol aqua (bagus dan penyok), daun, kaleng (bagus dan penyok) memiliki waktu mulai terangkat sampai terjatuh ke conveyor pemindah sampah secara berurutan adalah 16 s, 15 s, 15 s, 15 s, 17 s & 16 s, 16 s, 15 s & 15 s. Dari sampah yang telah disebutkan tersebut, ternyata waktu terangkat sampai terjatuh ke conveyor pemindah sampah hampir sama yaitu sekitar 15-17 s. Sedangkan untuk sampah styrofoam yang berukuran 48 cm x 22 cm x 7 cm, waktu yang dibutuhkan adalah 41 s berbeda dengan sampah jenis lainnya dan sampah styrofoam yang berukuran 7 cm x 4 cm x 1 cm. Hal ini disebabkan oleh permukaan styrofoam yang licin dan ukurannya yang besar sehingga pada saat berada di permukan conveyor pengangkat sampah yang miring, tinggi plat (yang hanya sekitar 2 cm) dan gaya gesek tidak mampu mempertahankan styrofoam pada posisinya, yang mengakibatkan styrofoam cenderung turun ke bawah.
Pada kolom keterangan disebutkan bahwa ada sebagian sampah sachet kopi dan daun yang bisa lolos dari conveyor pengangkat sampah. Hal ini disebabkan oleh ukuran yang tipis dan tekstur yang keras dari sampah sachet kopi dan daun. Berbeda dengan sampah plastik yang memiliki ukuran tipis tetapi teksturnya lemas. Sampah plastik akan cenderung menempel pada plat dan akan ikut terangkat oleh conveyor pengangkat sampah. Selain itu, kedalaman konveyor pengangkat sampah di dalam air juga mempengaruhi. Semakin dalam konveyor pengangkat sampah di dalam air, kemungkinan terangkatnya sampah sachet kopi dan daun akan semakin besar.
Pada kolom keterangan disebutkan bahwa sampah botol dan kaleng akan terangkat pada posisi tidur (horizontal). Ada beberapa hal yang mempengaruhi diantaranya adalah permukaan yang datar dan licin serta jarak antar plat pengait yang kurang lebar. Akibat permukaannya yang datar dan licin, plat pengait tidak mampu memegang sampah sehingga sampah akan cenderung ke posisi hirozontal.
Pada kolom keterangan sampah styrofoam ukuran 48 cm x 22 cm x 7 cm, sampah tersebut dapat diangkat oleh conveyor pengangkat sampah tetapi tidak dapat jatuh dari conveyor pemindah sampah ke bak penampung sampah. Prototipe alat pengangkat sampah saluran air memiliki rangka yang berada di atas conveyor pemindah sampah. Rangka tersebut memiliki tinggi 13 cm dari conveyor pemindah sampah. Hal inilah yang mengakibatkan sampah yang memiliki panjang di atas 13 cm tidak dapat terjatuh ke bak penampung sampah karena terhalang oleh rangka.
b. Running untuk kapasitas Prototipe Alat Pengangkat Sampah Saluran Air
Pada percobaan I, volume dan berat sampah sebelum masuk simulator saluran air adalah 40 l dan 5,14 kg. Setelah dimasukkan ke simulator saluran air, dibutuhkan waktu 1,53 menit agar sampah dapat terangkat seluruhnya dan masuk ke bak penampungan. Dari data yang diperoleh tersebut, dapat dihitung kapasitas alat untuk mengangkat sampah yaitu sebesar 26,09 l/menit atau 3,35 kg/menit.
Pada percobaan II, volume dan berat sampah sebelum masuk simulator saluran air adalah 40 l dan 4,69 kg. Setelah dimasukkan ke simulator saluran air, dibutuhkan waktu 1,67 menit agar sampah dapat terangkat seluruhnya dan masuk ke bak penampungan. Dari data yang diperoleh tersebut, dapat dihitung kapasitas alat untuk mengangkat sampah yaitu sebesar 24 l/menit atau 2, 81 kg/menit.
Pada percobaan III, volume dan berat sampah sebelum masuk simulator saluran air adalah 40 l dan 4,36 kg. Setelah dimasukkan ke simulator saluran air, dibutuhkan waktu 1,75 menit agar sampah dapat terangkat seluruhnya dan masuk ke bak penampungan. Dari data yang diperoleh tersebut, dapat dihitung kapasitas alat untuk mengangkat sampah yaitu sebesar 22, 86 l/ menit atau 2,89 kg/ menit.
Dari setiap hasil perhitungan kapasitas prototipe alat pengangkat sampah saluran air diperoleh kapasitas rata-rata sebesar 24, 31 l/ menit atau 2,89 kg/ menit.
7.4. Kesimpulan
Dari hasil penelitian kegiatan Teknologi Pengolahan Sampah dengan Proses Termal (Prototipe Alat Pengangkat Sampah Saluran Air), maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
d. Waktu yang dibutuhkan sampah dari proses terangkat oleh konveyor pengangkat sampah sampai terjatuh ke conveyor pemindah sampah adalah sekitar 15-17 s
e. Perlu ada perbaikan desain rangka agar sampah dengan ukuran yang tinggi (lebih dari tinggi rangka yaitu 13 cm) bisa jatuh ke bak penampung sampah.
sehingga bisa diketahui kedalaman optimum agar sampah tidak lolos melalui bawah konveyor pengangkat sampah
h. Kapasitas prototipe alat pengangkat sampah saluran air adalah 24, 31 l/menit (2,89 kg/menit)
DAFTAR PUSTAKA
1. Adam Lindquist, 2016, Baltimore’s Mr. Trash Wheel, The Journal of Ocean Technology, Vol.11, No. 2.
2. Maritsa Rahman Ashidiqy, 2009, Analisis Faktor-Faktor yang Berhubungan dengan Perilaku Masyarakat dalam Membuang Sampah Rumah Tangga di Sungai Mranggen, Jurusan Ilmu Kesehatan Masyarakat, Fakultas Ilmu Keolahragaan, Universitas Negeri Semarang.
3. Slamet Riyanto, dkk, 2016, Rancang Bangun Inntopes (Innovation Tools Pengangkat Sampah) Pada Aliran Sungai, PELITA, Volume XI, Nomor 1
4. Widi Hartanto, 2006, Kinerja Pengelolaan Sampah Di Kota Gombong Kabupaten Kebumen, Program Pascasarjana, Magister Teknik Pembangunan Wilayah Dan Kota, Universitas Diponegoro, Semarang
