-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
1/21
STUDI AWAL POTENSI LIMBAH CAIR SAMPAH (LINDI) SEBAGAI
SUMBER ENERGI ALTERNATIF BIOGAS
DI TEMPAT PEMBUANGAN AKHIR (TPA) KEPUTIH SURABAYA
Oleh :
Buddin A. Hakim
Magister Ilmu Lingkungan Konsentrasi Rekayasa Lingkungan Universitas Diponegoro
Jln. Imam Bardjo, SH No. 6 Semarang 50241 Website :www.mil.undip.ac.id
Email :[email protected],[email protected]
I. PENDAHULUAN
Saat ini sistem penanganan sampah di TPA dilakukan dengan cara : 1. System
Open Dumping, yaitu melakukan penimbunan sampah yang telah dipadatkan
menggunakan tanah lempung setiap 3 sampai 4 minggu bahkan terkadang satu tahun
sekali. 2. Pengomposan, yaitu Sampah dipilah menjadi sampah kering dan basah,
untuk sampah kering didaur ulang dan sampah basah diolah menjadi kompos. 3.
Proses Pengolahan Lindi, yaitu lindi diolah pada sebuah unit pengolahan untuk
menangani lindi yang dihasilkan oleh sampah pada TPA tersebut, sehingga lindi yang
dihasilkan di olah terlebih dahulu sebelum dibuang ke badan air dengan cara
dibuatkan drainase atau parit disekitar timbunan sampah. Untuk pengaliran air lindi
menggunakan kemiringan antara 1 2 % air lindi ini akan dikumpulkan dalam satu
waduk.
Akibat adanya penumpukan sampah tersebut akan menghasilkan pencemaran
baik pencemaran udara maupun pencemaran air dan tanah. Salah satu Dampak dari
sampah yang menggunung akan menghasilkan lindi, yakni limbah cair, baik yang
berasal dari proses pembusukan sampah maupun karena pengaruh luar.
Masalah utama yang dijumpai dalam aplikasi penimbunan/pengurugan sampah
atau limbah padat lainnya ke dalam tanah adalah kemungkinan pencemaran air tanah
oleh lindi, terutama di daerah yang curah hujan dan muka air tanahnya tinggi.
Timbulan (debit) lindi serta kualitasnya yang keluar dari timbunan sampah sangat
berfluktuasi karena bergantung pada curah hujan serta karakter sampah yang
http://www.mil.undip.ac.id/mailto:[email protected]:[email protected]:[email protected]:[email protected]://www.mil.undip.ac.id/ -
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
2/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif BiogasHakim, 2011 2
ditimbun. Kaitan antara banyaknya hujan dan timbulan lindi perlu ditentukan bila
hendak merancang kapasitas penanganan lindi, demikian juga beban cemaran lindi
yang akan digunakan dalam perancangan (Damanhuri, 2008), Sedangkan menurut
Dwirianti, (2010) Salah satu dampak lingkungan yang diakibatkan dari pembuangan
sampah ke Tempat Pembuangan Akhir (TPA) adalah ketika air hujan atau run off
melewati tumpukan sampah di TPA, lalu melarutkan bahan organik, bahan anorganik
dan hasil dekomposisi sampah. Air sampah tersebut kita kenal dengan sebutan
leachate atau lindi. Lindi adalah salah satu sumber pencemaran yang mempunyai
dampak serius terhadap lingkungan, karena lindi mempunyai angka COD (Chemical
OxygenDemand) dan BOD (Biological Oxygen Demand) yang tinggi yaitu bisa
mencapai 45.000 mg/L dan 30.000 mg/L. Sehingga lindi ini dapat mencemari airtanah maupun air permukaan jika meresap ke dalam tanah.
Contohnya pada TPA Benowo, sebuah TPA berlokasi di Benowo Surabaya
menampung sampah dari seluruh kota Surabaya sebesar 6.160 m3/hari, dari 8.800
m3/hari sampah yang dihasilkan. Dari sampah yang dibuang tersebut memiliki
kandungan 70% kadar air yang dikandung oleh sampah basah akan keluar sebagai
lindi. Dengan sifat fisik lindi berupa cairan kental berbau menyengat menjadikan
suatu masalah yang harus diselesaikan (Sabari dan Wibisono, 2010).
Sistem pembuangan yang diterapkan pada TPA sampah Benowo adalah sistem
pembuangan terbuka (open dumping). Sistem pembuangan terbuka ini merupakan
sistem pembuangan yang paling sederhana dan murah, yaitu menumpukkan sampah
pada sebuah cekungan pada lahan yang luas dan dibiarkan terbuka bebas. Salah satu
dampak negatif yang dihasilkan adalah air lindi (leachate), yaitu cairan yang
dikeluarkan dari sampah akibat proses degradasi biologis. Lindi juga dapat pula
didefinisikan sebagai air atau cairan lainnya yang telah tercemar sebagai akibat
kontak dengan sampah (Rustiawan et al., 1993).
Sementara itu pengolahan lindi dipandang kurang maksimal. Hanya dilakukan
treatment yang kurang ekonomis. Disi lain seiring dengan pertumbuhan penduduk,
pengembangan wilayah, dan pembangunan dari tahun ke tahun, kebutuhan akan
pemenuhan energi listrik dan juga bahan bakar secara nasional pun semakin besar.
-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
3/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif BiogasHakim, 2011 3
Selama ini kebutuhan energi dunia dipenuhi oleh sumber daya tak terbaharukan
seperti minyak bumi dan batu bara. Namun tidak selamanya energi tersebut bisa
mencukupi seluruh kebutuhan manusia dalam jangka waktu yang panjang mengingat
cadangan energi yang semakin lama semakin menipis dan juga proses produksinya
yang membutuhkan waktu jutaan tahun. Untuk itu perlu adanya energi alternatif
untuk mencukupi kebutuhan manusia dengan cara memanfaatkan biomassa, senyawa
organik maupun limbah untuk dikonversi menjadi energi yang bersifat dapat
diperbaharui.
Lindi ini dapat mencemari lingkungan khususnya lingkungan perairan, baik air
permukaan maupun air tanah dangkal. Terbentuknya air lindi merupakan hasil dari
proses infiltrasi air hujan, air tanah, air limpasan atau air banjir yang menuju danmelalui lokasi pembuangan sampah (Nemerow dan Dasgupta , 1991).
Menurut Damanhuri (2008) didasarkan atas komponen limbah padat yang
ditimbun, maka kemungkinan terlepasnya komponen-komponen pencemar dari
sebuah landfill adalah sebagai berikut:
a. Komponen sisa makanan (organik), kayu dan kertas:
Dapat terbilas dalam lindi: CO2, asam organik, fenol, N-NH4, N-NO2, N-
NO3, SO4, fosfat, karbonat dsb
Sebagai protoplasma mikrobial: C, NH4, P dan K
Muncul ke atmosfer sebagai: CO2, CH4, volatil berantai pendek dari asam
lemak, NH3,H2S, merkaptan, dsb
d. Komponen logam:
Berbentuk oksida logam, termasuk logam berat, seperti: Al2O3, Al(OH)3,
CrO2, Cr2O3, HgO, dsb
Dapat terlarut dalam lindi : senyawa sulfat dari Ca, Mg, senyawa bikarbonat
dari Fe, Ca, Mg serta senyawa oksida dari Sn, Zn, Cu dan seterusnya
II. Metode Pembuatan Biogas dari Lindi (Limbah Cair Padat)
Dalam penelitian yang dilakukan oleh Sabari dan Wibisono (2010), proses
pembuatan Biogas dari Lindi dilakukan langkah langkah sebagai berikut :
-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
4/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif BiogasHakim, 2011 4
Gambar 1. Langkah langkah pembuatan Biogas dalam skala Laboratorium
Metode penelitian yang digunakan adalah prinsip Anaerobic Digester dengan
bahan baku lindi (limbah cair sampah) dan inokulum limbah tahu (bakteri
Methanogen dalam limbah tahu yang telah ditumbuhkan dan diisolasikan) yang
Pembuatan Starter inoculum
limbah tahu : lindi = 2 : 1 (v/v)
difermentasikan selama 4-5 hari
Lindi
Pembuatan Feed dengan perbandingan
volume starter Lindi sesuai variable
(0 : 100; 20 -80; 30 :70
Pengukuran tekanan, reactor,tekanan gas holder, volume biogas
Analisa MLSS, ML, VSS, BOD5,
COD tiap 3 kali sehari
pH dijaga 6,8 7,2Temperatur dijaga 32-35 C,
sirkulasi setiap hari
Fermentasi selama 15 hari (batch)
dalam reaktor
Analisa tekanan reactor, tekanan
gas holder, volume biogas tiap hari
Analisa MLSS, MLVSS, BOD,
COD tiap 3 hari sekali
Reaktor dijaga pH 6,8 7,2Temperatur 32-35 C, Recycle ratio 0,5;pengaturan rate umpan sesuai variable
sirkulasisirkulasi setiap hari
Ferentsi hingga BOD5 konstan
Analisa Heating ValueAnalisa komposisi BiogasAnalisa rate produksi
biogas
-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
5/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif BiogasHakim, 2011 5
digunakan sebagai starter. Starter diperoleh dari pencampuran inokulum limbah tahu
dengan lindi, dengan perbandingan 2:1. Sedangkan variabel yang digunakan dalam
penelitian ini adalah perbandingan antara starter dengan lindi pada feed dengan
perbandingan 0:100; 20:80; 30:70(v/v) serta rate umpan sebesar 0,8 liter/hari dan 1
L/hari. Penelitian ini dilakukan pada suhu 32-35 C, pH 6.87,8,dan recycle ratio
(Qr/Q) sebesar 0.5. Penelitian ini berlangsung dua tahap yaitu sistem batch dan
kontinyu. Pada proses kontinyu dilakukan penambahan lindi sesuai variabel rate
umpan.
III. HASIL DAN DISKUSI
1. Kondisi Umum TPA Benowo Surabaya
Gambar 2. Lokasi Timbunan Sampah di TPA Benowo Surabaya
(Pengolahan data, 2011)
-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
6/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif BiogasHakim, 2011 6
Lokasi TPA Benowo berada di Bagian Barat kota Surabaya. Lokasi
Pembuangan Sampah ini adalah pengganti lokasi pembuangan sampah yang
sebelumnya terdapat di Keputih. Lokasi pembuangan ini dipindah disebabkan karena
semakin padatnya pemukiman di sekitar wilayah keputih. Di TPA Benowo, selain
digunakan sebagai tempat akhir pembuangan sampah, juga dijadikan tempat untuk
mengolah limbah-limbah yang dihasilkan agar tidak terlalu mencemari lingkungan
disekitarnya. Teknologi tersebut adalah Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL),
Jembatan Timbang, Bangunan ini dilengkapi dengan perangkat-perangkat komputer
dan elektronik, yang berfungsi sebagai sarana dan media untuk mengetahui besaran
volume (tonase) sampah yang diangkut masuk kedalam TPA Benowo. Dengan
adanya jembatan timbang ini dapat diketahui asal atau sumber sampah, nama sopirpengangkut sampah dan nomor polisi kendaraan pengangkut sampah. Data-data
tersebut dimasukkan kedalam database, dan menghasilkan laporan (report) yang
kemudian dikirimkan di kantor pusat Dinas Kebersihan dan Pertamanan Kota
Surabaya. tetapi dari sumber pengamatan yang ada di TPA ini belum terdapat unit
pemanfaatan Lindi, sehingga Lindi hanya ditampung di sebuah kolom stabilitas dan
dilakukan Treatmen.
Lindi yang dihasilkan di TPA Benowo mempunyai nilai BOD sebesar 1.810
mg/L, COD sebesar 3.040 mg/L dan TDS sebesar 21.000 mg/L. Saat ini lindi TPA
Benowo diolah dengan koagulasi dan flokulasi menggunakan polimer, tawas dan
kapur, diikuti dengan kolam pematangan. Tetapi efluen yang dihasilkan mempunyai
angka BOD sebesar 378 mg/L, COD sebesar 1.016 mg/L, dan TDS sebesar 6.000
mg/L. Nilai tersebut masih tidak memenuhi standar peraturan yang berlaku di Jawa
Timur, yaitu BOD, COD, TSS dan TDS berturut-turut sebesar 50 mg/L, 100 mg/L,
200 mg/L dan 2.000 mg/L pada Baku Mutu Limbah Cair SK Gub. Jatim No.45 tahun
2002 (Dwirianti, 2010).
Menurut Dwirianti (2010), Lindi yang dihasilkan dari sampah yang dibuang ke
TPA Benowo adalah 300 m3/hari. Sedangkan menurut penelitian yang dilakukan oleh
Azizah (2010), Karakteristik Sampah dan Lindi di TPA Benowo Surabaya adalah
sebagai berikut :
-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
7/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif BiogasHakim, 2011 7
Tabel 1. Karakteristik Sampah di TPA Benowo (Azizah, 2010)
Parameter Satuan Nilai
Kelembaban % 33,92
Volatile solid % 24,75
C % 37,36H % 5
O % 29,26
N % 2,04S % 0,31
Tabel 2. Karakteristik Sampah di TPA Benowo (Azizah, 2010)
Parameter Satuan Nilai
BOD mg/L 900
COD mg/L 2000
Chloride mg/L 3500N mg/L 1204,76P mg/L 2,88
Gambar 3. Tumpukan sampah di Lokasi TPA Benowo (Foto : Dwirianti, 2010)
-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
8/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif BiogasHakim, 2011 8
Gambar 4.Genangan Lindi di TPA Benowo (Foto : Dwirianti, 2010)
2. Proses Terjadinya Lindi
Lindi adalah limbah cair yang timbul akibat masuknya air eksternal ke
dalam timbunan sampah, melarutkan dan membilas materi-materi terlarut,
termasuk juga materi organik hasil proses dekomposisi biologis. Dari sana dapat
diramalkan bahwa kuantitas dan kualitas lindi akan sangat bervariasi dan
berfluktuasi (Gambar 5). Dapat dikatakan bahwa kuantitas lindi yang dihasilkan
akan banyak tergantung pada masuknya air dari luar, sebagian besar dari air
hujan, disamping dipengaruhi oleh aspek operasional yang diterapkan seperti
aplikasi tanah penutup, kemiringan permukaan, kondisi iklim, dan sebagainya.
Kemampuan tanah dan sampah untuk menahan uap air dan kemudian
menguapkannya bila memungkinkan, menyebabkan perhitungan timbulan lindi
agak rumit untuk diprakirakan.
Dalam kaitannya dengan perancangan prasarana sebuah landfill, paling
tidak terdapat dua besaran debit lindi yang dibutuhkan dari sebuah lahan urug,
-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
9/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif BiogasHakim, 2011 9
yaitu:
Guna perancangan saluran penangkap dan pengumpul lindi, yang mempunyai
skala waktu dalam orde yang kecil (biasanya skala jam), artinya saluran
tersebut hendaknya mampu menampung lindi maksimum yang terjadi pada
waktu tersebut
Guna perancangan pengolahan lindi, yang biasanya mempunyai orde dalam
skala hari, dikenal sebagai debit rata-rata harian.
Gambar 5. Skema terjadinya lindi (Vesilind, 2002 dalam Damanhuri, 2008)
3. Teknologi Penampungan Lindi atau Treatment Terhadap Limbah
Untuk mendukung pemanfaatn Lindi sebagai Biogas maka dilakukan upaya
penampungan Lindi dengan menggunakan kolam kolam stabilitas, serta treatment
pada kolam stabilitas tersebut agar didapatkan kondisi yang mendukung terbentuknya
energi dalam hal ini energy yang didapatkan adalah energy panas dengan nilai
heating value (kkal/kg).Adapun proses yang dilakukan dalam kolam stabilitas adalah
-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
10/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif BiogasHakim, 2011 10
sebagai berikut dengan contoh parameter dari kandungan Lindi yang didapatkan
dengan penanganan tersebut.
1. Kolam stabilisasi aerobik:
Agaknya cocok untuk kondisi Indonesia karena relatif tersedia sinar
matahari, sederhana dan relatif murah. Beberapa hasil dari TPA di negara
yang mempunyai musim dingin adalah
TPA Lingen (Jerman): dengan waktu kontak 100 hari diperoleh penyisihan
BOD sebesar 99,8 %
TPA Ugley (Inggeris): dengan waktu kontak 100 hari mempunyai
kemampuan penyisihan BOD sebesar 99,7 % dan COD sebesar 97,1 %
TPA Peslan (Perancis): total penyisihan BOD (diakhiri dengan pembubuhankapur) adalah 96 % sedang COD sebesar 80 %
2. Kolam stabilisasi anaerobik :
Waktu kontak 15 hari dengan beban 1 - 2 Kg COD/M3/hari diperoleh penyisihan
COD antara 85 -90 % dari COD masuk rata-rata 27.000 mg/L (TPA San Liberale
- Italia).
4. Teknologi Pemanfaatan Lindi Sebagai Biogas
Biogas merupakan sebuah proses produksi gas bio dari material organik dengan
bantuan bakteri. Proses degradasi material organik ini tanpa melibatkan oksigen
disebut anaerobik digestion Gas yang dihasilkan sebagian besar (lebih 50 % ) berupa
metana. material organik yang terkumpul pada digester (reaktor) akan diuraiakan
menjadi dua tahap dengan bantuan dua jenis bakteri.
Dalam kajian ini proses yang dilakukan untuk mendapatkan Biogas dari Lindi
dilakukan dengan melakukan proses Anaerobik Digestion, Tahap pertama material
orgranik yang berasal dari timbunan sampah yang telah menjadi cairan akan
didegradasi menjadi asam asam lemah dengan bantuan bakteri pembentuk asam.
Bakteri ini akan menguraikan sampah pada tingkat hidrolisis dan asidifikasi.
Hidrolisis yaitu penguraian senyawa kompleks atau senyawa rantai panjang seperti
-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
11/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif BiogasHakim, 2011 11
lemak, protein, karbohidrat menjadi senyawa yang sederhana. Sedangkan asifdifikasi
yaitu pembentukan asam dari senyawa sederhana.
Setelah material organik berubah menjadi asam asam, maka tahap kedua dari
proses anaerobik digestion adalah pembentukan gas metana dengan bantuan bakteri
pembentuk metana seperti methanococus, methanosarcina, methano bacterium.
Perkembangan proses Anaerobik digestion telah berhasil pada banyak aplikasi.
Proses ini memiliki kemampuan untuk mengolah sampah / limbah yang keberadaanya
melimpah dan tidak bermanfaat menjadi produk yang lebih bernilai. Aplikasi
anaerobik digestion telah berhasil pada pengolahan limbah industri, limbah pertanian
limbah peternakan dan municipal solid waste(MSW).
Kualitas lindi akan tergantung dari beberapa hal, seperti variasi dan proporsikomponen sampah yang ditimbun, curah hujan dan musim, umur timbunan, pola
operasional, waktu dilakukannya sampling. Tipikal kualitas lindi di luar negeri
tercantum dalam Tabel 3. Terlihat bahwa lindi tersebut mempunyai karakter yang
khas, yaitu: - lindi dari landfill yang muda bersifat asam, berkandungan organik yang
tinggi, mempunyai ion-ion terlarut yang juga tinggi serta rasio BOD/COD relatif
tinggi - lindi dari landfill yang sudah tua sudah mendekati netral, mempunyai
kandungan karbon organik dan mineral yang relatif menurun serta rasio BOD/COD
relatif menurun Lindi landfill sampah kota yang berumur di atas 10 tahunpun ternyata
mempunyai BOD dan COD yang tetap relatif tinggi.
Tabel 3.Rentang kualitas lindi di luar negeri (Damanhuri, 2008).
Parameter Landfill umur Landfill umum > 10 tahun
< 2 tahun Rentang Tipikal
BOD 2000-30.000 10.000 100 - 200
COD 3000-60.000 18.000 100 - 500
H 4,5 - 7,5 6,0 6,6 - 7,5
SS 200-2000 500 100 - 400N-NH3 10 - 800 200 20 - 40
N-NO3 5 - 40 25 5 - 10
P-total 5 - 100 30 5 - 10
Alkalinitas 1000-10.000 3000 200 - 1000
Sulfat 50 - 100 300 20 - 50
Kalsium 200 - 3000 1000 100 - 400
-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
12/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif BiogasHakim, 2011 12
Ma nesium 50 - 1500 250 50 - 200
Khlorida 200 - 2500 500 100 - 400
Natrium 200 - 2500 500 100 - 200
Besi total 50 - 1200 60 20 - 200
Pemantauan lindi di beberapa TPA telah dilakukan di Indonesia sejak tahun
1988. Berdasarkan hasil analisa lindi tersebut dapat disimpulkan bahwa kekhasan
lindi sampah Indonesia adalah berkarakter tidak asam dan mempunyai nilai COD
yang tinggi.
Pada dasarnya tanah asli di bawah TPA mempunyai kemampuan untuk
mengadsorpsi dan mendegradasi pencemar, namun adanya lapisan liner tambahan
akan lebih menjamin hal tersebut di atas. Tanah lempung mempunyai kemampuan
yang baik dalam menahan pencemar anorganik, misalnya logam-logam berat melalui
mekanisme sorpsi. Penggunaan campuran tanah / materi yang bersifat alkalin sebagai
tanah penutup akan menaikkan pH lindi, sehingga proses dekomposisi akan lebih
cepat, terutama guna mendorong konversi karbon organik ke pembentukan gas
metana dan memungkinkan logam-logam tertentu menjadi terendapkan.
5. Metode Perhitungan Potensi Lindi TPA Benowo Surabaya
Menurut Damanhuri (2008), Pendekatan yang biasa digunakan dalam memprediksi
banyaknyanya lindi dari sebuah landfilladalah dengan metode neraca air dengan:
a. Metode Thorntwaite
b. Metode HELP, yang dikembangkan oleh USEPA.
Metode neraca air dari Thorntwaite:
Lindi yang timbul setelah pengoperasian selesai, dapat diperkirakan dengan
menggunakan suatu metoda yang disebut Metoda Neraca Air ( Water BalanceMethod). Metoda ini didasari oleh asumsi bahwa lindi hanya dihasilkan dari curah
hujan yang berhasil meresap masuk ke dalam timbunan sampah (perkolasi). Beberapa
sumber lain seperti air hasil dekomposisi sampah, infiltrasi muka air tanah, dan aliran
air permukaan lainnya dapat diabaikan. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap
-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
13/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif BiogasHakim, 2011 13
kuantitas perkolasi dalam Metoda Neraca Air ini adalah: - Presipitasi -
Evapotransipitasi - Surface run-off, dan - Soil moisturestorage.
PERC =perkolasi, air yang keluar dari sistem menuju lapisan di bawahnya, akhirnya
menjadi leachate(lindi)
P =presipitasi rata-rata bulanan dari data tahunan
RO = limpasan permukaan (runoff) rata-rata bulanan dihitung dari presipitasi serta
koefisien limpasan AET = aktual evapotranspirasi , menyatakan banyaknya air yang
hilang secara nyata dari bulan ke bulan
ST =perubahan simpanan air dalam tanah dari bulan ke bulan, yang terkait dengan
soil moieture stotage
Model Hydrologic Evaluation of Landfill Performance (HELP):
Model HELP dikembangkan oleh USEPA yang dapat di-download lanfgsung melalui
situs. HELP merupakan program simulasi yang paling banyak digunakan di dunia
dalam merancang, mengevaluasi dan mengoptimasi kondisi hidrologi dari sebuah
landfill serta laju timbulan lindi yang dilepas ke alam. Versi komersialnya dengan
penampilan grafik dalam sistem Windows 95/98/NT/2000 antara lain dikeluarkan
oleh Waterloo-Hydrogeologic Software. Model HELP merupakan sebuah model
quasi-two-dimensional serta model hidrologi multi-layer, yang membutuhkan input
data sebagai berikut:
1. Data cuaca: parameter-parameter presipitasi, radiasi matahari, temperatur dan
evapotranspirasi
-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
14/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif BiogasHakim, 2011 14
2. Sifat-sifat tanah: porositas, field capacity, wilting point, dan hydraulic
conductivity
3. Informasi desai landfill: pelapis dasar (liners), sistem pengumpul lindi, sistem
pemgumpul runoff, dan kemiringan permukaan landfill
Contoh hasil evaluasi model ini yang diterapkan pada sebuah landfill sampah kota di
sebuah permukiman pertambangan di Papua, adalah seperti ditampilkan dalam
Tabel 4 dan 5 berikut ini. Data tersebut kemudian dapat dimunculkan secara
bulanan, sehingga dapat diketahui secara lebih lengkap pola fluktuasi timbulan
leachate.
Skenario yang disusun adalah sebagai berikut: Skenario-1: mewakili Landfill-1 eksisting sebagai landfill yang telah ditutup
Skenario-2: mewakili Landfill-2 (baru) yang baru terisi sampah bagian
Skenario-3: mewakili Landfill-2 menggambarkan kondisi terisi penuh
Skenario-4: mewakili Landfill-2 setelah terisi penuh, ditutup tanah penutup
Tabel 4, Hasil model HELP rata-rata tahunan (Damanhuri, 2008)
Skenario Parameter mm M3 Percen
1
Preci itasi 8817.12 15059.64 100.00Runoff 4015.88 6859.12 45.55Evapotranspirasi 2308.40 3942.75 26.18Percolasi 2433.19 4155.88 27.60
2
Preci itasi 8817.12 46289.88 100.00Runoff 0.00 0.00 0.00Eva otrans irasi 2366.26 12422.84 26.84Percolasi 2710.17 14228.37 30.74
3
Preci itasi 8817.12 138869.6
100.00Runoff 3932.63 61938.89 44.60Evapotranspirasi 2316.19 36479.93 26.27Percolation 2551.95 40193.25 28.94
4
Preci itasi 8817.12 138869.6
100.00Runoff 4314.92 67960.01 48.94Evapotranspirasi 2308.39 36357.06 26.18Percolasi 2164.38 34089.04 24.55
-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
15/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif BiogasHakim, 2011 15
Tabel 5. Hasil model HELP untuk harian-puncak
Skenario Harian- uncak mm Area ha Debit L/det m3/hari1 12.55 1.708 2.48 214.352 7.42 0.525 0.45 38.96
3 7.41 1.575 1.35 116.714 8.04 1.575 1.47 126.63
Berikut diberikan kandungan Lindi dari beberapa TPA di Indonesia (Damanhuri,
2008)
Tabel 6. Gambaran variasi kualitas lindi dari beberapa TPA di Indonesia
Kota pH COD N-NH4 N-NO2 DHL
- Bogor 7,5 28723 770 0 40480
8 4303 649 0,075 24085
- Cirebon 7 3648 395 0,225 10293
7 13575 203 0,375 12480
- Jakarta 7,5 6839 799 0 13680
7 413 240 0,075 3823
8 1109 621 0,35 1073
- Bandung 6 58661 1356 6,1 26918
(Leuwigajah) 7 7379 738 2,775 20070
- Solo 6 6166 162 0,225 3540
- Magelang 8,03 24770 - - 6030
6. Pemanfaatan Lindi sebagai Biogas
Sabari dan Wibisono (2010), melakukan Penelitian untuk mendapatkan Biogas
dengan menggunaka Lindi, yaitu dengan melakukan penelitian skala laboratorium
dengan proses semi batchuntuk mengolah lindi (limbah cair sampah) yang berasal
dari TPA Benowo dengan menggunakan starter berupa Inokulum limbah cair industri
tahu.
-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
16/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif BiogasHakim, 2011 16
Tabel 7. Kondisi kandungan Lindi dari TPA Benowo
No Parameter Satuan Besaran
1 SuhuoC 29
2 COD Mg/L 6200
3 pH 4-5
4 Karbohidrat % 6.62
5 Protein % 3.14
6 Lemak % 1.05
Rizkiyah (2008) dalam Sabari dan Wibisono (2010).
KONDISI OPERASI :
pH 6,8 7,8
Temperatur 32oC 35
oC
Perbandingan pada pembuatan starter antara inokulum limbah tahu : lindi = 2:1
Pengadukan 1 kali sehari
Recycle ratio 0,5
Fermentasi batch secara 15 hari
Fermentasi kontinyu hingga BOD5konstan
Volume reaktor sebesar 20 liter di isi feed sebanyak 16 liter feed5
VARIABEL PENELITIAN :
Perbandingan antara starter dengan lindi pada feed :
0% : 100% v/v
20% : 80% v/v
30% : 70% v/v
Rate umpan : 0,8 L/hari
1 L/hari
-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
17/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif BiogasHakim, 2011 17
Gambar Alat Reaktor.
Gambar 6. Reaktor penghasil Biogas (Sabari dan Wibisono (2010))
Keterangan alat :
1. Reaktor; 2. Jacket; 3. Pompa; 4. Gas holder; 5. Manometer; 6. Feed tank; 7.
Thermometer; 8. Valve; 9. Heater; 10. Water inlet; 11. Water outlet.
Tabel 8. komposisi biogas yang dihasilkan pada rate 0,8 liter/hari
Kompoen Perbandingan volume starter : lindi (v/v)
0:100 20:80 30:70CH4 53.80% 66.72% 67.36%
CO2 8.32% 7.26% 6.28%
H2S 1.20% 0.82% 0.74%
NH3 2.41% 1.32% 1.16%
Heating value (kkal/kg) 8560 9976 10525
Tabel 9. komposisi biogas yang dihasilkan pada rate 1 liter/hari
Kompoen Perbandingan volume starter : lindi (v/v)
0:100 20:80 30:70
CH4 56.82% 68.74% 69.58%
CO2 8.74% 6.82% 5.86%
H2S 1.02% 0.98% 0.88%
NH3 2.80% 2.53% 2.21%
Heating value (kkal/kg) 9846 11015 11126
-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
18/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif BiogasHakim, 2011 18
Gambar 7. Hubungan Pengaruh Rate terhadap produksi Biogas
Berdasarkan gambar 7 dibawah ini diperoleh bahwa pada komposisi
perbandingan antara starter : lindi dengan perbandingan 0:100(v/v) dengan rate
umpan sebesar 0,8 liter/hari didapatkan rate produksi biogas rata-rata sebesar 0,506
liter/hari, sedangkan pada rate umpan 1 liter/hari didapatkan rate produksi biogas
rata-rata sebesar 1,493 liter/hari. Pada komposisi perbandingan starter : lindi dengan
perbandingan 20:80(v/v) dengan rate umpan sebesar 0,8 liter/hari didapatkan rate
produksi biogas rata-rata sebesar 0,605 liter/hari, sedangkan pada rate umpan 1
liter/hari didapatkan rate produksi biogas rata- rata sebesar 1,839 liter/hari. Pada
komposisi perbandingan starter : lindi dengan perbandingan 30:70(v/v) dengan rate
umpan sebesar 0,8 liter/hari didapatkan rate produksi biogas rata-rata sebesar 0,648
liter/hari, sedangkan pada rate umpan 1 liter/hari didapatkan rate produksi biogas
rata-rata sebesar 1,869 liter/hari. Sehingga pada variabel antara komposisi starter danbiogas yang sama dengan rate umpan 1 liter/hari menghasilkan produksi biogas yang
lebih besar daripada rate umpan 0,8 liter/hari. Hal ini dikarenakan pada rate umpan 1
liter/hari memiliki sumber karbon (C) yang lebih banyak daripada rate umpan 0,8
liter/hari.
-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
19/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif BiogasHakim, 2011 19
Gambar 8. Hubungan Pengaruh Rate TerhadapHeating Value
Berdasarkan gambar 8 pada rate umpan sebesar 0,8 liter/hari pada variabel
komposisi starter:lindi dengan perbandingan 0:100, 20:80, 30:70(v/v) didapatkan
kadar gas metana sebesar 53,80%, 66,72%, 67,36%. Sedangkan pada rate umpan
sebesar 1 liter/hari pada variabel komposisi starter:lindi dengan perbandingan 0:100,
20:80, 30:70(v/v) didapatkan kadar gas metana sebesar 56,82%, 68,74%, 69,58%.
Berdasarkan gambar 2 menunjukkan penambahan jumlah starter pada komposisi feed
menghasilkan kadar gas metana yang semakin besar. Demikian pula pada rate umpan,
pada penambahan rate umpan diikuti dengan kenaikan kadar gas metana dalam
biogas.
Sedangkan berdasarkan gambar 9 terlihat pada peningkatan rate umpan
menghasilkan peningkatan heating value biogas. Untuk komposisi starter : lindi
perbandingan 0:100 (v/v) pada rate umpan 0,8 liter/hari dan 1 liter/hari dihasilkan
heating value sebesar 8.560 kkal/kg dan 9.846 kkal/kg.
-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
20/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif BiogasHakim, 2011 20
Gambar 9. Hubungan pengaruh rate terhadap Gas Metana yang dihasilkan
Dengan rate produksi lindi TPA Benowo sebesar 400 m3/hari berpotensi
menghasilkan biogas sebesar 720 m3/hari bogas. Menurut Sabari dan Wibisono
(2010), Jumlah 720 m3/hari biogas setara dengan 331.2 kg elpiji, apabila untuk
keperluan memasak 1 keluarga membutuhkan 1 kg elpij i/hari. maka 720 m3/hari
biogas bisa memenuhi 330 keluarga untuk memasak perhari.
IV. KESIMPULAN
1. Limbah cair sampah atau Lindi berpotensi untuk digunakan sebagai bahan untuk
membuat Biogas sebagai salah satu alternative penanganan Limbah selain upaya
pengolahan.
2. TPA Benowo Surabaya mempunyai potensi untuk pembuatan energy Biogas dari
Lindi.3. Semakin besar komposisi starter menghasilkan rate produksi biogas, % gas
metana dan heating value yang semakin meningkat
4. Dengan penambahan rate umpan menghasilkan rate produksi Biogas, % gas
metana dan heating value yang semakin meningkat
-
7/25/2019 Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas - Buddin a. h 1
21/21
Studi Awal Potensi Limbah Cair Sampah (Lindi) Sebagai Sumber Energi Alternatif Biogas Hakim 2011 21
V. DAFTAR PUSTAKA
Azizah, Lailatul. 2010. Studi Pengaruh Salinitas Terhadap Laju Sampah Di TPA
Benowo. Tugas Akhir. Tugas Akhir. ITS. Surabaya
Damanhuri, Enri. 2008. Diktat : Landfilling Limbah. Fakultas Teknik Sipil dan
Lingkungan. ITB. Bandung
Dwirianti, Dewi, 2010. Pengolahan Lindi TPA Benowo dengan Biji Moringa
OleiferaLam dan Membran Mikro-Filtrasi. Jurnal. ITS. Surabaya
Nemerow, N.L. dan A. Dasgupta. 1991. Industrial and Hazardous Waste Treatment.Van Nostrand-Reinhold, New York. 743 p.
Rustiawan, A. I. Ekayanti dan T. Riani. 1993. Kandungan Logam Berat Timah Hitam
pada Sayuran di Sekitar Lokasi Pembuangan Akhir Sampah Akhir (LPA)
Kapuk Kamal, Cengkareng, Jakarta. Laporan Penelitian. Pusat AntarUniversitas Pangan dan Gizi. IPB. Bogor.
Sabari, Imam., Wibisono, Lukman. 2010. Pemanfaatan Lindi (Limbah Cair Sampah)Untuk Produksi Biogas Sebagai Upaya Menanggulangi Dampak Pencemaran
Sampah. Tugas Akhir. Fakultas Teknologi Industri. ITS. Surabaya