ANALISIS POTENSI SAMPAH KERTAS DAN SAMPAH SERASAH (RANTING KAYU DAN DAUN) SEBAGAI BAHAN BAKU REFUSE DERIVED FUEL (RDF) DI KOTA DEPOK

(1)

ANALISIS POTENSI SAMPAH KERTAS DAN

SAMPAH SERASAH (RANTING KAYU DAN DAUN)

SEBAGAI BAHAN BAKU REFUSE DERIVED FUEL

(RDF) DI KOTA DEPOK

LAPORAN TUGAS AKHIR

Oleh: Eva Nur Fauziah

104216062

FAKULTAS PERENCANAAN INFRASTRUKTUR

PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN

UNIVERSITAS PERTAMINA

2021

(2)

(3)

Universitas Pertamina - i

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Tugas Akhir : Analisis Potensi Sampah Kertas dan Sampah Serasah (Ranting Kayu dan Daun) sebagai Bahan Baku Refuse

Derived Fuel (RDF) di Kota Depok

Nama Mahasiswa : Eva Nur Fauziah

Nomor Induk Mahasiswa : 104216062

Program Studi : Teknik Lingkungan

Fakultas : Perencanaan Infrastruktur

Tanggal Lulus Sidang Tugas Akhir : 20 Januari 2021

Jakarta, 20 Januari 2021

MENGESAHKAN

Pembimbing I : Nama : Dr. Eng. Mega Mutiara Sari, S.T., M.Si. NIP : 116102

MA_58

Pembimbing II : Nama : I Wayan Koko Suryawan, M.T. ..NIP : 119033

MENGETAHUI,

Ketua Program Studi

Dr.Eng. Ari Rahman S.T., M.Eng NIP. 116043

(4)

Universitas Pertamina - ii

LEMBAR PERNYATAAN

Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir berjudul Analisis Potensi Sampah Kertas dan Sampah Serasah (Ranting kayu dan Daun) sebagai bahan baku Refuse Derived Fuel (RDF) di Kota Depok ini adalah benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri dan tidak mengandung materi yang ditulis oleh orang lain kecuali telah dikutip sebagai referensi yang sumbernya telah dituliskan secara jelas sesuai dengan kaidah penulisan karya ilmiah.

Apabila dikemudian hari ditemukan adanya kecurangan dalam karya ini, saya bersedia menerima sanksi dari Universitas Pertamina sesuai dengan peraturan yang berlaku.

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Pertamina hak bebas royalti noneksklusif (non-exclusive

royalty-free right) atas Tugas Akhir ini beserta perangkat yang ada. Dengan hak

bebas royalti noneksklusif ini Universitas Pertamina berhak menyimpan, mengalih media/format-kan, mengelola dalam bentuk pangkatan data (database), merawat, dan mempublikasikan Tugas Akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya Jakarta, 14 Februari 2021 Yang membuat pernyataan,

(5)

Universitas Pertamina - iii

ABSTRAK

Eva Nur Fauziah. 104216062. Analisis Potensi Sampah Kertas dan Sampah Serasah (Ranting Kayu dan Daun) sebagai Bahan Baku Refuse Derived Fuel (RDF) di Kota Depok

Penelitian ini tentang menganalisis potensi dari sampah kertas dan serasah di Kota Depok untuk digunakan sebagai bahan baku Refuse Derived Fuel (RDF). Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis karakteristik dan kualitas dari berbagai variasi komposisi sampah kertas dan serasah. Tujuan lainnya yaitu menganalisis variasi komposisi sampah yang berpotensi untuk menghasilkan kualitas pelet terbaik berdasarkan standar RDF dan menganalisis potensi reduksi dari variasi komposisi sampah yang terpilih sebagai bahan baku RDF pelet. Metode penelitian yang digunakan adalah penelitian lapangan yaitu pembuatan RDF pelet secara langsung dan eksperimen laboratorium. Pada penelitian ini variasi komposisi sampah kertas dan serasah yang digunakan yaitu dengan variasi interval 25%. Hasil analisis laboratorium kadar air berkisar antara 5,8-15,25%, kadar abu berkisar antara 4,54-9,85% dan nilai kalor berkisar antara 13,11-19,64 MJ/Kg, nilai densitas berkisar antara 19707-26372 kg/m3, ultimate berupa kadar karbon (C) berkisar antara 35,34-42,25-42,25%, kadar hidrogen (H) berkisar antara 4,81-5,33%, kadar Nitrogen (N) berkisar antara 0,1-0,44%, kadar oksigen (O) berkisar antara 32,17-43%. Hasil dari analisis TGA/DTG menunjukkan bahwa pelet lebih mudah terbakar dan lebih stabil dibandingkan dengan raw material. Berdasarkan parameter kadar air, kadar abu dan nilai kalor maka kelima RDF pelet yang dihasilkan telah sesuai standar RDF Indonesia sehingga berpotensi sebagai bahan baku RDF. Kelima RDF pelet kemudian dievaluasi menggunakan metode Kepner Tregoe Desicion Analysis (KTDA) untuk menentukan alternatif kualitas pelet terbaik. Hasil evaluasi menunjukkan bahwa kualitas pelet yang terbaik adalah pelet K-75% (75% kertas dan 25% serasah) karena memiliki kadar air terendah sehingga kinerja pembakaran lebih efektif. Pelet K-75% kemudian dilakukan analisis potensi reduksi sampah, berdasarkan perhitungan bahwa potensi reduksi sampah kertas sebesar 2,25 Ton/hari dari timbulan sampah kertas sebesar 64,2 Ton/hari yaitu sebesar 3,5% sedangkan potensi reduksi sampah serasah sebesar 0,75 Ton/hari dari 6,09 Ton/hari yaitu sebesar 12,3%.

(6)

Universitas Pertamina - iv

ABSTRACT

Eva Nur Fauziah. 104216062. Potential Analysis of Paper Waste and Garden

Waste as Raw Materials for Refuse Derived Fuel (RDF) in Depok City.

This research is about analyze the potential of paper waste and garden waste in Depok City to be used as raw material for Refuse Derived Fuel (RDF). This study purpose characteristics and quality of various variations in the composition of paper waste and garden waste. Another objective is to analyze variations in the composition of waste that have the potential to produce the best quality pellets based on RDF standards and to analyze the reduction potential of variations in the composition of waste selected as raw material for RDF pellets. The method used is field research, namely making RDF pellets directly and laboratory experiments. In this study, variations in the composition of paper waste and garden waste are varied with 25% interval. The results of laboratory analysis of the moisture content ranged from 5.8-15.25%, the ash content ranged from 4.54-9.85% and the calorific value ranged from 13.11-19.64 MJ / Kg, the density value ranged from 19707- 26372 kg / m3, the ultimate in the form of carbon (C) levels ranged from 35.34-42.25-42.25%, hidrogen (H) levels ranged from 4.81-5.33%, nitrogen (N) levels from 0.1-0.44%, oksigen (O) levels ranged from 32.17-43%. The results of the TGA / DTG analysis show that pellet more flammable and also more stable. Based on the parameters of moisture content, ash content and calorific value, the five RDF pellets produced are in accordance with Indonesian RDF standards so that they have the potential as RDF raw materials. The five RDF pellets were then evaluated using the Kepner Tregoe Desicion Analysis (KTDA) method to determine the best alternative pellet quality. The evaluation results show that the best quality pellets are K-75% pellets (75% paper waste and 25% garden waste) because they have the lowest moisture content so that the combustion performance is more effective. The K-75% pellet was then analyzed the potential for waste reduction, based on the calculation that the potential for paper waste reduction was 2.25 tonnes / day from paper waste generation of 64.2 tonnes / day which was 3.5% while the potential for garden waste reduction was 0 ,75 tons / day from 6.09 tons / day which is 12.3%.

Keywords: RDF pellets, paper waste and garden waste, moisture content, ash content, calorific value

(7)

Universitas Pertamina - v

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena atas berkat, rahmat, dan karuniaNya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir yang berjudul Analisis Potensi Sampah Kertas dan Serasah (Ranting Kayu dan Daun) sebagai Bahan Baku Refuse Derived Fuel (RDF) di Kota Depok. Selanjutnya penulis ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada pihak-pihak berikut yang telah membantu penulis selama proses penulisan laporan tugas akhir ini, yaitu kepada:

1. Kedua orangtua yang selalu memberikan doa, dukungan moril dan bantuan finansial.

2. Ibu Dr. Eng. Mega Mutiara Sari, S.T., M.Si. selaku dosen pembimbing pertama dan Bapak I Wayan Koko Suryawan, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing kedua yang selalu membimbing dan memberikan arahan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.

3. Ibu Ariyanti Sarwono, Ph.D. Ibu Nurulbaiti Listyendah Zahra, S.T., M.T. dan Ibu Fatimah Dinan Qonitan, S.T., M.T. selaku dosen tim proyek yang telah memberikan masukkan dan arahan selama proses penelitian tugas akhir ini. 4. Seluruh dosen Program Studi Teknik Lingkungan Universitas Pertamina yang

telah memberikan ilmu selama masa perkuliahan.

5. Pihak Tempat Pengolahan Sampah Setempat (TPSS) Merdeka 3 yang telah mengizinkan dan membantu dalam melakukan penelitian tugas akhir.

6. Regina Ratnasari Dewi yang selalu membantu dan menyemangati penulis. 7. Pratiwi dan Aurel selaku teman proyek di TPSS Merdeka 3.

8. Seluruh teman Teknik Lingkungan 2016 atas dukungan dan semangat yang telah diberikan.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam tugas akhir ini. Oleh karena itu penulis menerima kritik dan saran yang membangun sebagai pembelajaran dan bahan evaluasi untuk kedepannya. Semoga laporan ini dapat memberikan manfaat kepada pembaca untuk menambah ilmu pengetahuan dan wawasan.

Jakarta, 8 Januari 2021

(8)

Universitas Pertamina - vi

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ... i LEMBAR PERNYATAAN ... ii ABSTRAK ... iii ABSTRACT ... iv KATA PENGANTAR ... v DAFTAR ISI ... vi DAFTAR TABEL...ix DAFTAR GAMBAR ... x DAFTAR LAMPIRAN ... xi BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 2 1.3 Batasan Masalah ... 2 1.4 Tujuan Penelitian ... 3 1.5 Manfaat Penelitian ... 3 1.6 Lokasi Penelitian ... 3

1.7 Waktu Pelaksanaan Penelitian ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5

2.1 Definisi Sampah ... 5

2.2 Karakteristik Sampah ... 5

2.3 Penanganan dan Pengolahan Sampah berdasarkan Komposisi ... 7

2.4 Pemilihan Teknologi Waste to Energy (WtE) ... 8

2.5 Teknologi Pengolahan Sampah Menjadi Energi... 8

2.6 Refuse Derived Fuel (RDF) ... 9

2.7 Tipe RDF ... 10

2.8 Proses Pembuatan RDF ... 11

2.9 Karakteristik RDF ... 12

2.10 Referensi Karakteristik Sampah Kota ... 13

2.11 Standar kualitas RDF... 15

(9)

Universitas Pertamina - vii

2.13 Sampah Kertas dan Sampah Serasah ... 16

2.14 Thermogravimetry Analysis (TGA)/ (DTG) ... 17

2.15 Kepner-Tregoe Decision Analysis (KTDA) ... 18

BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 19

3.1 Bentuk Penelitian ... 21

3.2. Metode Pengumpulan Data... 22

3.2.1 Pengumpulan Data Primer ... 22

3.2.2 Pengumpulan Data Sekunder ... 24

3.3 Alat dan Bahan ... 24

3.4 Metode Analisis Data ... 24

3.4.1 Analisis Kadar Air ... 25

3.4.2 Analisis Kadar Abu ... 25

3.4.3 Analisis Nilai Kalor ... 26

3.4.4 Thermogravimetry Analysis (TGA)/ (DTG) ... 26

3.4.5 Analisis Densitas ... 26

3.4.6 Ultimate ... 27

BAB IV PEMBAHASAN ... 28

4.1 Gambaran Umum Objek Penelitian ... 28

4.1.1 Gambaran Umum Kota Depok ... 28

4.1.2 Gambaran Umum Tempat Pengolahan Sampah Setempat ... 29

4.2 Analisis Timbulan dan Komposisi Sampah di Kota Depok ... 31

4.2.1 Timbulan Sampah Kota Depok ... 31

4.2.2 Komposisi Sampah Kota Depok ... 32

4.3 Analisis Parameter Sampah sebagai Bahan Bakar RDF ... 33

4.4 Hasil RDF Pelet ... 35

4.5 Penentuan Standar RDF ... 37

4.6 Analisis Densitas ... 38

4.7 Analisis Kualitas RDF Pelet ... 40

(10)

Universitas Pertamina - viii

4.8 Analisis Ultimate ... 45

4.9 Thermogravimetry Analysis (TGA) / (DTG) ... 47

4.10 Kepner-Tregoe Decision Analysis (KTDA) ... 51

4.11 Potensi Reduksi Sampah ... 54

BAB V PENUTUP ... 56

5.1 KESIMPULAN ... 56

5.2 SARAN ... 57

DAFTAR PUSTAKA ... 58

(11)

Universitas Pertamina - ix

DAFTAR TABEL

Tabel 1. 1 Jawal Pelaksanaan Penelitian ... 4

Tabel 2. 1 Penanganan dan Pengolahan Sampah Berdasarkan Komposisi... ...7

Tabel 2. 2 Teknologi WtE Berdasarkan Komposisi Sampah ... 8

Tabel 2. 3 Klasifikasi RDF ... 11

Tabel 2. 4 Ultimate (Komposisi Kimia) ... 13

Tabel 2. 5 Nilai Kalor dari Komponen Sampah di Korea ... 14

Tabel 2. 6 Hasil Analisis Proksimat dan Komponen Sampah di Bandung ... 14

Tabel 2. 7 Hasil Analisis Proksimat dari Komponen Sampah di Bandung ... 14

Tabel 2. 8 Hasil Analisis Ultimate dari Komponen Sampah di Bandung ... 15

Tabel 2. 9 Standar Kualitas RDF di United Kingdom, Italia, Finlandia ... 15

Tabel 2. 10 Standar RDF Indocement ... 16

Tabel 2. 11 Potensi Sampah Kertas dan Serasah dari Beberapa Penelitian ... 17

Tabel 3. 1 Penamaan Variasi Komposisi Sampah Kertas dan Serasah...21

Tabel 3. 2 Alat dan Instrumen ... 24

Tabel 3. 3 Bahan Penelitian ... 24

Tabel 3. 4 Daftar Tempat Laboratorium Pengujian Sampel ... 25

Tabel 4. 1 Jumlah Penduduk Kota Depok...28

Tabel 4. 2 Timbulan Sampah Kota Depok Setiap Kecamatan ... 31

Tabel 4. 3 Variasi Sampah yang digunakan Sebagai Bahan Baku RDF Pelet ... 35

Tabel 4. 4 Standar Kualitas RDF di United Kingdom, Italia, Finlandia ... 38

Tabel 4. 5 Kadar Air RDF Pelet... 40

Tabel 4. 6 Kadar Abu RDF Pelet ... 42

Tabel 4. 7 Nilai Kalor RDF Pelet ... 44

Tabel 4. 8 Jenis Batubara dan Komposisi Kimia ... 47

Tabel 4. 9 Standar Parameter Kualitas RDF ... 52

Tabel 4. 10 Standar Parameter Densitas RDF Pelet ... 52

Tabel 4. 11 Hasil Pengujian Laboratorium ... 52

Tabel 4. 12 Nilai Weight dan Rating pada Penilaian Wants ... 53

Tabel 4. 13 Penilaian Rating ... 53

(12)

Universitas Pertamina - x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 RDF Pelet...11

Gambar 2.2 Prinsip Kerja TGA/DTG…...18

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian...19

Gambar 3.2 Proses pembuatan pelet.. ...22

Gambar 3.3 Instrumen STD Q-600...26

Gambar 3.4 Instrumen Quantachrome PycWeb...27

Gambar 4.1 Tampak Depan TPSS Merdeka 3...29

Gambar 4.2 Lokasi Pembuatan Pelet di TPSS Merdeka 3...30

Gambar 4.3 Komposisi Sampah Kota Depok...32

Gambar 4.4 Grafik Kadar Air Raw Material...33

Gambar 4.5 Grafik Nilai Kalor Raw Material...34

Gambar 4.6 Proses Pembuatan Pelet……….36

Gambar 4.7 Hasil pelet dari berbagai variasi….….………....………...37

Gambar 4.8 Grafik Densitas Raw Material……….………..39

Gambar 4.9 Grafik Densitas RDF Pelet………...……….39

Gambar 4.10 Grafik Kadar Air RDF Pelet...………...….…...41

Gambar 4.11 Grafik Kadar Abu RDF Pelet………….…………...………....42

Gambar 4.12 Grafik Nilai Kalor RDF Pelet……...………....44

Gambar 4.13 Grafik Hasil Uji Ultimate………....45

Gambar 4.14 Grafik TGA……….47

Gambar 4.15 Grafik DTG……….48

Gambar 4.16 Grafik TGA/DTG Serasah………...49

Gambar 4.17 Grafik TGA/DTG Kertas………...…………...50

(13)

Universitas Pertamina - xi

LAMPIRAN

Lampiran 1 Dokumentasi Pembuatan Pelet di TPSS Merdeka 3 ... 76 Lampiran 2 Hasil Pengujian Laboratorium…...78