KARYA TULIS ILMIAH
KONVERSI
SAMPAH KOTA PEKANBARU MENJADI ENERGI LISTRIK ALTERNATIF DENGAN METODE
GASIFIKASI
Di
susun oleh:
AZHARI
HARAHAP (1307112953/ANGKATAN 2013)
MELIANA
DEWI (1307123438/ANGKATAN 2013)
UNIVERSITAS
RIAU
PEKANRAU
2015
KATA PENGANTAR
Syukur alhamdulillah kami
ucapkan kehadirat Allah SWT, yang telah
memberikan izin dan kekuatan kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan
karya tulis ilmiah ini dengan judul “Konversi
Sampah Kota Pekanbaru Menjadi Energi Listrik Alternatif dengan Metode
Gasifikasi”. Selawat beserta salam ke
Rasulullah SAW.
Tak lupa kami mengucapkan
terimakasih kepada dosen pembimbing Ibu Syelvia Putri Utami, ST, M. Eng. yang
telah membantu kami dalam mengerjakan karya tulis ilmiah ini.Kami juga
mengucapkan terimakasih kepada teman-teman mahasiswa yang juga sudah memberi kontribusi
baik langsung maupun tidak langsung dalam pembuatan karya tulis ilmiah
ini.Tentunya ada hal-hal yang ingin kami berikan kepada masyarakat dari hasil
karya tulis ilmiah ini.Karena itu kami berharap semoga karya tulis ilmiah ini
dapat menjadi sesuatu yang berguna bagi kita bersama.
Pada bagian akhir,
kami akan mengulas tentang berbagai masukan dan pendapat dari orang-orang yang
ahli di bidangnya, karena itu kami harapkan hal ini juga dapat berguna bagi
kita bersama. Semoga karya tulis ilmiah yang kami buat ini dapat membuat kita
mencapai kehidupan yang lebih baik lagi.
Pekanbaru, April 2015
Penulis
KONVERSI SAMPAH KOTA
PEKANBARU MENJADI ENERGI LISTRIK ALTERNATIF DENGAN METODE GASIFIKASI
Azhari Harahap dan Meliana
Dewi
Syelvia Putri Utami, ST ,
M.Eng
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik,
Universitas Riau
Abstrak
Sampah merupakan permasalahan setiap
daerah, baik pedesaan maupun perkotaan.Dengan jumlah penduduk yang padat, Kota
Pekanbaru berpotensi menghasilkan sampah hingga 11 ton setiap harinya.Upaya
pemanfaatan limbah biasanya ditekankan pada konsep R, yaitu reduce, recovery, reuse, recycle, dan reclamation. Sedangkan teknologi
penangan untuk sampah diantaranya adalah metode sanitary landfill, gasifikasi, pirolisis baik menggunakan katalis
maupun tidak menggunakan katalis, dan insinerasi. Ada juga beberapa alternatif
penanganan lain yang dapat dilakukan, seperti pembriketan, pengkomposan,
digestor anaerobic, maupun dijadikan pellet untuk pakan ternak. Sampah Kota
Pekanbaru yang menumpuk di TPA dapat dimanfaatkan menjadi energi listrik dengan
menggunakan proses gasifikasi. Mula-mula sampah yang terkumpul diturunkan kadar
airnya dan dirajang untuk menyeragamkan ukuran. Sampah selanjutnya dibakar pada
suhu 150–900°C, diikuti oleh proses oksidasi gas hasil pirolisa pada suhu 900–1400°C,
serta proses reduksi pada suhu 600–900°C dengan gasifier tipe downdraft. Gas-gas dan partikel
halus masuk ke dalam combustion chamberdan dibakar pada suhu >1600F.
Panas dari gas direcovery dengan water wall dan boiler untuk menghasilkan uap
air.Steam yang dihasilkan dari boiler kemudian digunakan untuk menggerakkan
turbin. Melalui generator listrik diubah menjadi energi listrik yang dapat
langsung didistribusikan.Hasil pembakaran sampah ini akan menghasilkan gas
buangan yang mengandung CO, CO2, O2, NOX dan
SOX yang diikuti oleh penurunan kadar O2. Teknologi
yang digunakan untuk mengurangi emisi NOX adalah denitrifikasi.
Denitrifikasi dilakukan dengan menginjeksi amonia ke dalam peralatan
denitrifikasi. Gas NOX didalam gas buang akan bereaksi dengan amonia
(dengan bantuan katalis) sehingga emisi NOX akan berkurang. Untuk
mengurangi emisi SO2 digunakan teknologi desulfurisasi, baik FGD
basah maupun FGD kering. Pengendalian partikel debu pada gas buang dilakukan
dengan teknologi dedusting. Peralatan ini dipasang setelah peralatan
denitrifikasi. Salah satu jenis peralatan ini adalah elestrostatic precipitator (ESP), berupa elektroda yang ditempatkan
pada aliran gas buang. Elektroda diberi tegangan antara 40-60 kV DC sehingga
dalam elektroda akan timbul medan magnet. Setelah gas buang melewati
peralatan-peralatan pengendalian emisi gas buang NOX, SO2
dan partikel debu, gas dialirkan ke cerobong dan di buang ke udara bebas diketinggian.
Kata
Kunci : Emisi, Gasifikasi, Listrik, Sampah.
BAB
I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Sampah dan
energi merupakan hal krusial saat ini terutama untuk kota
besar. Dikota besar, kepadatan penduduk menyebabkan penumpukan
volume sampah yang tidak kecil.
Disisi lain, kebutuhan
akan energi sebagai penunjang kehidupan mereka meningkat semakin
tajam. Keterbatasan energi
yang bergantung pada
energi fosil memaksa pencarian
energi alternatif baru untuk
mengganti energi fosil.
Sampah yang volumenya semakin
menumpuk dapat dimanfaatkan untuk
menghasilkan energi
alternatif penghasil bahan
bakar pengganti bahan bakar fosil
melalui pirolisis[Widya, et al : 2013].
Saat ini, penumpukan sampah
rumah tangga merupakan salah satu masalah yang sulit di tangani. Produksi
sampah yang dihasilkan masyarakat Pekanbaru sendiri terus mengalami peningkatan
secara signifikan dari 8 ton dalam sehari, saat ini sudah meningkat tajam
menjadi 11 ton per hari [riau.go.id : 2014].Beberapa usaha yang telah
berlangsung di TPA untuk mengurangi volume sampah seperti pengambilan oleh
pemulung pada sampah yang dapat didaur ulang. Penanganan sampah yang mudah
busuk telah dilakukan pengolahan dengan komposting. Namun usaha tersebut masih
menyisakan sampah yang harus dikelola dan memerlukan biaya yang tinggi dan
lahan luas. Penanganan residu sampah di TPA hingga saat ini masih menggunakan
pembakaran dan open dumping. Pembakaran
bigasanya dilakukan dengan insenerator atau pembakaran di tempat terbuka. Hal
tersebut menimbulkan permasalahan baru bagi lingkungan, yaitu pencemaran tanah,
air, dan udara[Garg, et al : 2009].
Sampah organik biodegradable
membutuhkan waktu proses yang relatif lama untuk dapat kering secara alami,
yaitu sekitar 30-50 hari dengan komposting. Penggunaan sampah sebagai bahan
bakar mempunyai dua tujuan, pertama untuk mereduksi sampah yang akan masuk di landfill dan memberikan substansi energi bahan bakar
fosil[Garg, et al : 2009].
Kebutuhan listrik riau
ketika beban puncak bisa mencapai 225,80 MW dan belum didukung pasokan listrik
memadai. Dalam masalah listrik, Riau ibarat pepatah, ”Besar Pasak daripada
Tiang“. Karena, lima pembangkit yang memasok listrik ke wilayah Riau masih belum
mampu memenuhi total kebutuhan listriknya. Lima pembangkit listrik itu hanya
mampu memasok 190,8 mega watt (MW). Pembangkit itu terdiri Pembangkit Listrik
Tenaga Air (PLTA) Koto Panjang 114 MW, Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)
Teluk Lembu 43,3 MW, Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD) Teluk Lembu 7,5
MW, PLTD Dumai atau Bagan Besar 8 MW dan PLTG Riau Power 20 MW. Jadi Riau masih
defisit sampai 135,47 MW [pln.co.id : 2015].
Dari permasalahan di atas, akan dikaji bagaimana pemanfaatan
sampah Kota Pekanbaru menjadi energi alternatif untuk mengatasi masalah
kekurangan listrik di riau.
1.2
Rumusan Masalah
1.
Bagaimanakah pemanfaatan
sampah di Kota Pekanbaru menjadi energi listrik alternatif?
2.
Bagaimanakah
proses konversi sampah menjadi energi listrik?
3.
Bagaimanakah
pengendalian emisi gas buang dan limbah padat hasil proses pembangkit energi
listrik?
1.3
Tujuan
1.
Memanfaatkan sampah
di Kota Pekanbaru menjadi energi listrik alternatif.
2.
Mengetahui
proses konversi sampah menjadi energi listrik.
3.
Mengetahui cara pengendalian
emisi gas buang dan limbah padat hasil proses pembangkit energi listrik.
1.4
Manfaat
1.
Bagi Peneliti
Meningkatkan kreativitas dan
menumbuhkan kepekaan terhadap
lingkungan sekitar dan turut serta dalam membantu permasalahan di
masyarakat.
2.
Bagi Masyarakat
Memberikan cara alternatif untuk memanfaatkan sampah perkotaan yang belum
termanfaatkan sebagai sumber energi listrik alternatif .
3.
Bagi Pemerintah
Memberikan gambaran
kebijakan terkait pengolahan
sampah perkotaan dan memberikan alternatifsumber
energi yang dapat digunakan untuk mengahadapi krisis energi listrik di
Indonesia.
BAB II
TINJAUAN
PUSTAKA
2.1
Penanganan Sampah Saat Ini
Sampah waste,
atau garbage merupakan bahan sisa dari kegiatan manusia yang dianggap
tidak lagi memiliki nilai ekonomis. Sampah bisa digolongkan menjadi sampah
anorganik, seperti plastik dan logam tidak dapat diolah dengan cara
memanfaatkan aktivitas organisme hidup lainnya (non-biodegradable waste)
dan sampah organik atau biodegradable wasteyang berasal dari sisa
makanan, tumbuhan, hewan, kertas, plastik jenis biodegradable, manure
(kompos), dan sewage (liquid waste)[Wahyono : 2001].
Gambar 1Komposisi
sampah
Prosedur penanganan sampah yang umum dilaksanakan oleh
daerah perkotaan saat ini adalah dengan
metode 3P (pengumpulan, pengangkutan dan
pembuangan). Sampah dikumpulkan dari sumbernya dan diangkut ke tempat
penampungan sementara (TPS) lantas diangkut lagi ke tempat pembuangan akhir
(TPA). Diperkirakan hanya sekitar 60 % sampah di kota-kota besar bisa terangkut
ke TPA karena jumlah armada angkutan sampah masih jauh dari jumlah yang
diperlukan. TPA yang beroperasi saat ini umumnya menggunakan sistem landfill atauopendumping.Area
open dumping biasanya berupa area terbuka
cukup luas yang digali atau bekas jurang. Area tersebut kemudian digunakan sebagai tempat pembuangan sampah dari segala
penjuru kota. Pengoperasian open dumpingrelatif
mudah, murah dan luwes. Namun fasilitas ini berpotensi mendatangkan masalah
pada lingkungan terutama dari air lindi (leachate)
yang dapat mencemari air tanah serta timbulnya bau dan lalat yang mengganggu [Wahyono
: 2001].
2.2
Pendayagunaan Sampah
Terminologi daur-ulang
di Indonesia sudah cukup lama digunakan, namun selama ini pengertiannya bukan
hanya identik dengan recycle, tapi
digunakan juga untuk menjelaskan aktivitas lain, seperti reuse dan sebagainya.
Gambar 2Tingkatan
hierarki sampah
Upaya pemanfaatan
limbah biasanya ditekankan pada hal-hal sebagai berikut.
1.
Reduce, yaitu upaya
mengurangi terbentuknyalimbah, termasuk penghematan atau pemilihan bahan yang
dapat mengurangi kuantitas limbah serta sifat bahaya dari limbah.
2.
Recovery, yaitu upaya
untuk memberikan nilai kembali limbah yang terbuang, sehingga bisa dimanfaatkan
kembali dalam berbagai bentuk, melalui upaya pengumpulan dan pemisahan yang
baik.
3.
Reuse, yaitu upaya
yang dilakukan bila limbah tersebut dimanfaatkan kembali tanpa mengalami proses
atau tanpa transformasi baru, misalnya botol minuman kembali menjadi botol
minuman
4.
Recycle, yaitu
misalnya botol minuman dilebur namun tetap dijadikan produk yang berbasis pada
gelas. Bisa saja terjadi bahwa kualitas produk yang baru sudah mengalami
penurunan dibanding produk asalnya.
5.
Reclamation, yaitu bila
limbah tersebut dikembalikan menjadi bahan baku baru, seolah-olah sumber daya dalam
yang baru. Limbah tersebut diproses terlebih dahulu, sehingga dapat menjadi
input baru dari suatu kegiatan produksi, dan dihasilkan produk yang mungkin
berbeda dibanding produk asalnya [Damanduri & Padmi : 2011].
2.3
Teknologi Penanganan Sampah
2.3.1
Sanitary
Landfill
Sanitary
landfill merupakan pembuangan
akhir sampah di suatu area terbuka skala besar dan tempat pembuangan
itu dirancang untuk sedapat mungkin
tidak mencemari lingkungan, misalnya dengan memberi lapisan kedap air
pada dasar landfill, membuat saluran
air lindi, pemipaan gas dan penutupan dengan lapisan tanah secara reguler.
Dengan sistem itu diharapkan masalah
bau, lalat, polusi air atau tanah dapat direduksi atau dihilangkan. Adanya
proses dekomposisi sampah di dalam sanitary
landfill menghasilkan biogas yang dapat dipanen dan dimanfaatkan sebagai
bahan bakar [Damanhuri, 2001].
2.3.2
Gasifikasi
Gasifikasi adalah
proses pengubahan materi yang mengandung karbon seperti batubara, minyak bumi,
maupun biomassa ke dalam bentuk karbon monoksida (CO) dan hydrogen (H2)
dengan mereaksikan bahan baku yang digunakan pada temperatur tinggi dengan
jumlah oksigen yang diatur. Tujuan dari proses ini adalah untuk mengubah
unsur-unsur pokok dari bahan bakar yang digunakan ke dalam bentuk gas yang
lebih mudah dibakar, sehingga hanya menyisakan abu dan sisa-sisa material yang
tidak terbakar (inert).
Reaktor gasifikasi
dapat dibagi ke dalam beberapa kategori berdasarkan sumber panas dan arah
aliran gas yang terjadi, yaitu sebagai berikut [Hantoko, et al : 2015].
1.
Reaktor Gasifikasi Tipe Updraft
Pada reaktor
gasifikasi tipe updraft, zona
pembakaran (sumber panas) terletak di bawah bakan bakar dan bergerak ke atas
seperti tampak dalam gambar 2.3. Berdasarkan gambar di bawah, tampak bahwa gas
panas yang dihasilkan mengalir ke atas melewati bahan bakar yang belum terbakar
sementara bahan bakar akan terus jatuh ke bawah. Kekurangan tipe ini adalah
produksi asap yang berlebihan dalam operasinya.
Gambar 3 reaktor
gasifikasi tipe updraft
2.
Reaktor Gasifikasi Tipe Downdraft
Pada reaktor
gasifikasi tipe ini, sumber panas terletak di bawah bahan bakar seperti pada
gambar 2.4 tampak bahwa aliran udara bergerak ke zona gasifikasi di bagian
bawah yang menyebabkan asap pirolisis yang dihasilkan melalui zonagasifikasi
yang panas. Hal ini membuat tar yang terkandung dalam asap terbakar, sehingga
gas yang dihasilkan oleh reaktor ini lebih bersih. Keuntungan tipe ini adalah
reaktor ini dapat digunakan untuk operasi gasifikasi yang berkesinambungan
dengan menambahkan bahan bakar melalui bagian atas reaktor. Namun untuk operasi
yang berkesinambungan dibutuhkan sistem pengeluaran abu yang baik, agar bahan
bakar bias ditambahkan kedalam reaktor.
Gambar 4 Reaktor
Gasifikasi Tipe Downdraft
3.
Reaktor Gasifikasi Tipe Inverted
Downdraft
Prinsip kerja reaktor
gasifikasi tipe ini sama dengan prinsip kerja reaktor gasifikasi downdraft gasifiers. Perbedaan antara
reaktor gasifikasi downdraftgasifiers
dengan reaktor gasifikasi inverted
downdraft gasifiers terletak pada arah aliran udara dan zona pembakaran
yang dibalik, seperti pada gambar 2.5. Sehingga bahan bakar berada pada bagian
bawah reaktor dengan zona pembakaran diatasnya. Aliran udara mengalir dari
bagian bawah ke bagian atas reaktor.
Gambar 5 Reaktor
Gasifikasi Tipe Inverted Downdraft
4.
Reaktor Gasifikasi Tipe Crossdraft
Pada reaktor ini,
aliran udara mengalir tegak lurus dengan arah gerak zona pembakaran. Reaktor
tipe ini memungkinkan operasi yang berkesinambungan apabila memiliki sistem pengeluaran
abu yang baik.
5.
Reaktor Gasifikasi Tipe Fluidized
Bed
Pada reaktor gasifikasi tipe ini, bahan bakar bergerak di
dalam reaktor. Sebuah fan bertekanan tinggi diperlukan untuk menggerakkan bakan
bakar yang sedang digasifikasi. Kekurangan reaktor gasifikasi tipe ini adalah
mahalnya ongkos yang digunakan untuk sistem seperti ini.
2.3.3
Pirolisis
Pirolisis dapat
didefinisikan sebagai dekomposisi thermal material organik pada suasana inert(tanpa kehadiran oksigen) yang akan
menyebabkan terbentuknya senyawa volatil. Pirolisis pada umumnya diawali pada
suhu 200°C dan bertahan pada suhu sekitar 450–500 °C. Pirolisis suatu biomassa
akan menghasilkan tiga macam produk, yaitu produk gas, cair, dan padat (char).
Jumlah produk gas, cair dan chartergantung pada jenis prosesnya (suhu dan waktu
pirolisis), seperti terlihat pada tabel 1.
Tabel
1. Kandungan Produk Cair, Padat dan
Gas pada Berbagai Jenis Pirolisis
Jenis Pirolisis
|
Komposisi
|
||
Gas
|
Cair
|
Padat (Char)
|
|
Fast Pyrolysis
- suhu moderat (500 °C)
- waktu pirolisis singkat (
< 2 detik)
|
13 %
|
75 %
(senyawa organik)
|
12%
|
Carbonization
-
suhu relatif rendah
-
waktu pirolisis lama
|
35 %
|
30 %
(air)
|
35 %
|
Gasification
- suhu tinggi ( > 800 oC)
- waktu pirolisis lama
|
85 %
|
5 %
(tar)
|
10 %
|
[sumber: Danarto, et al : 2010]
Yield yang tinggi
dari cairan fast pyrolysis dapat diperoleh dari kombinasi yang optimal,antara
laintingkat pemanasan yang sangat tinggi, temperatur uap air di bawah 600°C,
residence timeuap air yang sangat rendah dan pemunduran yang cepat dari resultan
uap air. Meskipun produk utama dari gas, cair dan charterbentuk, antara gas dan
chardiperkecil melalui kontrol temperatur dan residence timesecara umum 15-20%
berat dari bahan baku kering. Temperatur tinggi yang dibutuhkan untuk pirolisis
dapat diperoleh dalam beberapa cara, antara lainmemanaskan campuran gas-padat
melalui dinding reaktor, memanaskan dengan transfer panas medium yaitu gas,
misalnya preheated recycle gasatau
cair, misalnya molten metalatau molten
salt dan memanaskan melalui reaksi eksotermis ke dalam reaktor, misalnya
oksidasi parsial [Danarto, et al : 2010].
2.3.4
Pirolisis Katalitik
Pirolisis katalitik adalah proses pirolisis yang menggunakan
katalisator.Katalisator di sini berfungsi untuk memecah hidrokarbon rantai panjang
menjadi hidrokarbon rantai pendek (C1-C5). Disamping itu, katalisator mampu
meningkatkan kecepatan dekomposisi dan memperbesar produk cair hasil pirolisis.Penelitian pertama
pirolisis katalitik,pirolisis
polietilen menggunakan katalisator Pt/silika-alumina dan Pt/alumina. Beberapa
tahun kemudian dilaporkan bahwa pirolisis polietilen menggunakan katalisator
silika-alumina dapat memperpendek rantai polimer dan meningkatkan cabang rantai.
Selanjutnyaditemukan bahwa katalisator zeolit merupakan katalisator yang paling
efektif. Temperatur optimum pirolisis sampah poliolefin 410–430°C sedangkan
jika menggunakan pirolisis katalitik maka temperatur optimum berkisar 390°C. Pirolisis
katalitik dengan katalisator zeolit mendapati bahwa produk cair yang diperoleh
berupa hidrokarbon dengan range C3 –C15[Danarto, et al :
2010].
2.3.5
Insinerasi
Insinerasi adalah
proses pembakaran sampah yang
terkendali menjadi gas dan abu di dalamincinerator. Gas yang dihasilkan adalah karbondioksida dan
gas-gas yang lain yang kemudian dilepaskan ke udara. Sedangkan abunya
dibuang ke TPA atau dicampur dengan bahan lainnya sehingga menjadi produk
berguna. Untuk mendapatkan operasi insinerasi yang optimum dan efisien,
proses pembakaran harus dikontrol sehingga residu yangdihasilkan sekecil mungkin dan emisi gas berbahaya
dapat dicegah. Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi proses pembakaran antara
lain adalah karakteristik sampah, kontrol pembakaran (waktu, turbulensi, dan temperatur), suplai udara (oksigen), bahan bakar yang
ditambahkan dan kontrol emisi gas [Shoiful
: 2008].
Desain incinerator yang tidak sempurna akan menyebabkan
terjadinya polusi udara oleh gas buangnya dan polusi tanah dan air oleh
pembuangan residunya. Adanya potensi pencemaran
tersebut mempengaruhi masyarakat untuk berhati-hati dalam menerima
teknologi incinerator. Berdasarkan material sampah yang akan dibakar, incinerator terbagi atas berbagai
jenis seperti incinerator di pusat pembuangan sampah (skala TPA), incinerator
untuk kawasan terbatas (skala TPS untuk pemukiman), incinerator untuk bulky
material(seperti ban bekas, perabotan rumah
tangga bekas, sampah kayu, dan sebagainya), incinerator untuk sampah berbahaya (seperti
sampah rumah sakit, sampah radioaktif, dan
sebagainya), dan incinerator untuk lumpur (seperti lumpur dari saluran pembuangan sampah cair) [Shoiful : 2008].
2.4
Alternatif Penanganan Lain
2.4.1
Briket Sampah
Sampah organik yang bersifat keras seperti ranting dan batok
kelapa dapat dijadikan briket bahan
bakar. Sampah tersebut dibakar di dalam wadah atau drum selapis demi
selapis sampai menjadi arang, kemudian
dihancurkan menjadi bubuk. Sementara itu dipersiapkan pula adonan daun
segar yang telah digerus. Serbuk arang
dan adonan daun kemudian dicampur dengan komposisi 83% serbuk arang dan 13%
adonan daun. Campuran tersebut kemudian dicetak atau dipres menjadi briket
dengan beberapa lubang di dalamnya. Fungsi dari adonan daun adalah untuk
merekatkan serbuk arang [Fitriyah :2010].
2.4.2
Teknologi Pengkomposan
Teknologi
pengkomposan secara aerob dapat digunakan untuk sanitasi sampah karena kemampuannya dalam memproduksi panas
yang tinggi dalam jangka waktu tertentu.
Prinsip utama sanitasi sampah
dengan sistempengkomposan adalah
berdasarkan pedoman hubungan antara
suhu tinggi dengan waktu
pengeksposan terhadap suhu tersebut. Hal ini seperti yang berlaku pada teknik
pasteurisasi. Pada teknik pasteurisasi susu dipanaskan sampai suhu 60-63°C
selama 20-30 menit
untuk membebaskannya dari bakteri pathogen [Sulistyorini : 2005].
Temperatur yang relatif rendah dengan waktu pengeksposan
yang relatif lama akan sama efektifnya dengan temperatur yang tinggi
dengan waktu pengeksposan yang pendek. Proses
pengkomposan secara aerobik dapat menghasilkan suhu sampai 70°C dalam waktu
yang relatif lama sehingga menimbulkan
efek seperti proses pasteurisasi yang
dapat mereduksi atau membasmi patogen, parasit, dan bibit gulma. Suhu tinggi
yang dihasilkan tersebut terjadi secara alamiah sebagai hasil dari proses degradasi materi organik dalam kondisi aerobic
[Sulistyorini : 2005].
2.4.3
Digestor Anaerobik
Sampah organik dapat difermentasikan di ruang tertutup (reaktor atau digestor) secara anaerobik untuk menghasilkan biogas. Sebelum
dimasukan ke dalam digestor, sampah dicacah terlebih dahulu dan dijadikan
bubur. Dengan memanfaatkan kinerja bakteri anaerobik, dari sampah yang
terdekomposisi muncul gas
yangmengandung metan. Dari 1 m3biogas akan terkandung energi
sekitar 5500 kcal yang ekuivalen dengan 0,58 liter bensin atau 5,80 kWH listrik
[Damanhuri : 2001].
2.4.4
Pelet Pakan Ternak
Sisa-sisa makanan dari
warung makan atau restoran dapat dimanfaatkan menjadi pelet. Pertama,
sisa makanan dicacah dan diblender
menjadi bubur setengah padat.
Kemudian padatan tersebut masuk ke dalam screw
presssehingga kadar airnya berkurang dan
selanjutnya masuk ke peletizer. Padatan yang sudah menjadi pelet kemudian dikeringkan dan
dikemas, siap menjadi pakan ternak[Balai Pengkajian TeknologiPertanian Bali : 2006].
2.5
Teknologi Sterilisasi Sampah Organik
Umumnya patogen bersifat mesofil, yakni hidup pada suhu
dibawah 40°C. Oleh karena itu, patogen akan mati jika diekspos pada suhu tinggi
dalam waktu tertentu. Teknologi yang
dapat digunakan untuk mereduksi dan membasmi patogen yang berada dalam sampah
organik antara lain adalah pasterurisasi, perlakuan dengan panas yang
tinggi, iradiasi dan pengkomposan.
Diantara keempat teknologi tersebut, teknologi pengkomposan merupakan cara yang
mudah, murah, dan cocok untuk kondisi Indonesia. Teknologi sanitasi selain
kompos biayanya besar dan operasional serta pemeliharaanya juga relatif sulit [Wahyono : 2001].
BAB III
METODE PENULISAN
Penulisan
karya tulis dilakukan dengan telaah pustaka. Dengan mempelajari berbagai
literatur yang berhubungan dengan masalah maka diambil kesimpulan yang
merupakan jawaban dari permasalahan yang dikaji. Literatur yang dijadikan
referensi berasal dari beberapa buku, jurnal,artikel, serta
informasi-informasi dari internet.
Studi
literatur dimulai dengan mendapatkan data jumlah sampah yang ada di Kota
Pekanbaru dan suplai listrik yang ada. Data ini sangat diperlukan sebagai dasar
perlunya dikembangkan sampah perkotaan Pekanbaru sebagai sumber energi
alternatif untuk menghasilkan listrik. Ide tersebut kemudian dianalisis dengan
mencari informasi pendukung sehingga ide tersebut mungkin dijadikan alternatif
baru penanganan masalah sampah dan krisis energi di Kota Pekanbaru.
Data selanjutnya yang dicari adalah proses konversi
sampah menjadi energi listrik. Berdasarkan data-data yang didapatkan tersebut
dapat dijadikan sebagai pedoman pengolahan sampah menjadi energi listrik
alternatif. Sehingga dengan mendapatkan cara pembuatannya maka strategi
pengembangan konversi sampah menjadi energi listrik dapat dilakukan dan
ditariklah sebuah kesimpulan yang merupakan jawaban dari penanggulangan yang
ditemukan.
BAB
IV
PEMBAHASAN
4.1
Pemanfaatan Potensi Sampah di Kota Pekanbaru
Sampah telah
menjadi masalah besar terutama di kota-kota besar di Indonesia. Hingga tahun 2020 mendatang, volume
sampah perkotaan di Indonesia diperkirakan akan meningkat lima kali lipat. Berdasarkan Peraturan Pemerintah No. 81 Tahun 2012 tentang
Pengelolaan Sampah Rumah Tangga dan Sampah Sejenis Sampah Rumah Tangga.
Pengelolaan sampah adalah kegiatan yang sistematis, menyeluruh, dan
berkesinambungan yang meliputi pengurangan dan penanganan sampah. Pengaturan
pengelolaan sampah ini bertujuan untuk menjaga kelestarian fungsi lingkungan
hidup dan kesehatan masyarakat dan menjadikan sampah sebagai sumber daya [www.sanitasi.net : 2015].
Produksi sampah yang dihasilkan masyarakat Pekanbaru, Riau,
terus mengalami peningkatan secara signifikan, jika sebelumnya produksi sampah
hanya berkisar 8 ton saja dalam sehari, namun untuk saat ini sudah meningkat
tajam menjadi 11 ton per hari[riau.go.id : 2014].
Kepala Dinas Kebersihan dan Pertamanan Kota Pekanbaru mengatakan, meningkatnya
jumlah sampah di Pekanbaru ini disebabkan jumlah penduduk yang juga terus
mengalami pertambahan. Saat ini jumlah penduduk Pekanbaru sudah 1,3 juta jiwa.
Pertumbuhan penduduk yang terus meningkat dan peningkatan jumlah sampah di Kota
pekanbaru berpotensi untuk dikonversi menjadi energi listrik. Kebutuhan listrik
Riau ketika beban puncak bisa mencapai 225,80 MW. Beban puncak yang besar belum
didukung pasokan listrik memadai. Karena, lima pembangkit yang memasok listrik
ke wilayah Riau masih belum mampu memenuhi total kebutuhan listriknya. Jadi
Riau masih defisit sampai 135,47 MW [pln.co.id : 2015].
Proses konversi sampah
menjadi energi listrik dilakukan dengan cara gasifikasi yaitu teknologi
menggunakan proses pembakaran. Adapun lokasi yang akan digunakan berada di
Kelurahan Muara Fajar, Kecamatan Rumbai Pesisir yang berjarak lebih kurang 18,5
km dari pusat Kota Pekanbaru dan kurang lebih 1,2 km dari Kelurahan Muara Fajar
serta sekitar 300 m dari rumah penduduk (RT.I/RW.II). Dari pemanfaatan lahan
TPA ini akan direncanakan pembanguan PLTU, dimana lahan seluas 8,6 Ha [wikimapia.org
: 2015].
4.2
Konversi Sampah menjadi Energi Listrik Melalui Proses Gasifikasi
Sampah dikumpulkan ditempat penampungan yang untuk
selanjutnya di bawa untuk dibakar. Sebelum pembakaran, sampah tersebut akan diturunkan kadar airnya dengan cara ditiriskan
dalam bunker selama 5 hari.Dikarenakan
cuaca yang cukup panas dan jarang hujan di Kota Pekanbaru, sehingga kadar air
sampah tidak terlalu tinggi. Setelah kadar air berkurang tinggal 20%, sampah akan
dirajang untuk mendapatkan ukuran yang seragam karena keseragaman umpan mempunyai
hubungan yang erat dengan kandungan energi dari bahan bakar. Dengan bahan bakar
umpan yang seragam maka kualitas gas yang dihasilkan akan lebih stabil.Kemudian
dimasukan ke dalam
tungku pembakaran, yang kemudian dibakar.
Gasifikasi biomas merupakan proses konversi secara termo-kimia bahan
biomas padat menjadi bahan gas. Gasifikasi biomas didefinisikan sebagai
pembakaran biomas tidak selesai yang menghasilkan gas bakar yang terdiri dari
karbon monoxida (CO), Hidrogen (H2) dan sedikit metana (CH4).
Proses gasifikasi pada dasarnya merupakan proses pirolisa pada suhu sekitar 150
– 900°C, diikuti oleh proses oksidasi gas hasil pirolisa pada suhu 900 –
1400°C, serta proses reduksi pada suhu 600–900°C. Baik proses pirolisa maupun
reduksi yang berlangsung dalam reaktor gasifikasi terjadi dengan menggunakan
panas yang diperoleh dari proses oksidasi. Gasifikasi berlangsung dalam keadaan
kekurangan oksigen [teknoperta.wordpress.com].
Baik proses pirolisa maupun reduksi yang berlangsung dalam
reaktor gasifikasi terjadi dengan menggunakan panas yang diperoleh dari proses
oksidasi. Hasil yang diperoleh dari gasifikasi biomas merupakan campuran
beberapa macam gas. Komponen utama bahan bakar dalam gas biomas adalah H2
dan CO. Kandungan CO dalam gas biomas 15 – 30%, sedang H2 antara 10
– 20% [teknoperta.wordpress.com].
Gambar 6 Skema Proses
Gasifikasi Sampah Menjadi Energi Listrik
Sampah organik tidak
stabil terhadap panas maka bermacam gas dilepaskan selama proses pembakaran.
Gas-gas dan partikel halus masuk ke dalam combustion
chamberdan dibakar pada suhu
> 1600F. Panas dari gas direcovery dengan water wall dan boiler untuk
menghasilkan uap air.Steam yang dihasilkan dari boiler kemudian digunakan untuk
menggerakkan turbin. Melalui generator listrik diubah menjadi energi listrik
yang dapat langsung didistribusikan.Hasil pembakaran sampah ini akan
menghasilkan gas buangan yang mengandung CO, CO2, O2, NOX
dan SOX yang diikuti oleh penurunan kadar O2[teknoperta.wordpress.com].
4.3
Pengendalian Emisi
Gas Buang dan Limbah Padat
4.3.1
Pengendalian
Emisi Nitrogen
Oksida (NOX)
Teknologi yang
digunakan untuk mengurangi emisi NOX adalah denitrifikasi.
Denitrifikasi dilakukan dengan menginjeksi amonia ke dalam peralatan
denitrifikasi. Gas NOX didalam gas buang akan bereaksi dengan amonia
(dengan bantuan katalis) sehingga emisi NOX akan berkurang.
Peralatan denitrifikasi sering disebut selective
catalytic reduction (SRC). Penerapannya dapat berupa perbaikan sistem
boiler atau dengan memasang peralatan denitrifikasi pada saluran gas buang.
Dengan peralatan ini NOX dalam gas buang dapat dikurangi sebesar
80-90% [artikel-teknologi.com : 2015].
4.3.2
Pengendalian
Emisi Sulfur Oksida (SO2)
Untuk mengurangi
emisi SO2 digunakan teknologi desulfurisasi.Nama yang umum untuk
peralatan desulfurisasi adalah flue gas
desulfurization (FGD).Ada dua tipe FGD yaitu FGD basah dan kering.Pada FGD
basah, campuran air dan gamping disemprotkan dalam gas buang.Cara ini dapat
mengurangi emisi SO2 sampai 70-95%.Sedangkan FGD kering menggunakan
campuran air dan batu kapur yang diinjeksikan ke dalam gas buang.Cara ini dapat
mengurangi emisi SO2sampai70-97%. Hasil samping adalah gypsum dalam
bentuk cair yang dapat digunakan sebagai campuran bahan bangunan [artikel-teknologi.com
: 2015].
4.3.3
Pengendalian
Partikel Debu Hasil Pembakaran
Pengendalian
partikel debu pada gas buang dilakukan dengan teknologi dedusting.Peralatan ini dipasang setelah peralatan
denitrifikasi.Salah satu jenis peralatan ini adalah elestrostatic precipitator (ESP).ESP berupa elektroda yang
ditempatkan pada aliran gas buang. Elektroda diberi tegangan antara 40-60 kV DC
sehingga dalam elektroda akan timbul medan magnet. Partikel debu dalam gas
buang yang melewati medan magnet akan terionisasi dan akan berinteraksi dengan
elektrode yang mengakibatkan debu akan terkumpul pada lempeng pengumpul.
Lempeng pengumpul digetarkan untuk membuang debu yang sudah terkumpul.Efisiensi
ESP untuk menghilangkan debu sangat besar yaitu mencapai 99.9%. Setelah gas
buang melewati peralatan-peralatan pengendalian emisi gas buang NOX,
SO2 dan partikel debu, gas dialirkan ke cerobong dan di buang ke
udara bebas diketinggian [Arief : 2012].
BAB V
KESIMPULAN DAN
SARAN
5.1
Kesimpulan
Berdasarkan uraian
dari pembahasan maka dapat disimpulkan sebagai berikut.
1.
Gagasan inovatif
ini diharapkan dapat
menjadi penelitian lebih
lanjut terhadap pengkonversian
sampahSampah di Kota pekanbaru berpotensi untuk dikonversi menjadi energi listrik
dengan menggunakan proses gasifikasi.
2.
Dengan dimanfaatkannya
sampah di Kota Pekanbaru dapat mengurangi jumlah pencemaran sampah di Pekanbaru
demi menjaga kelestarian lingkungan.
3.
Energi listrik yang
dihasilkan dari proses Gasifikasi dapat dijadikan sebagai sumber listrik untuk
memenuhi kekurangan kebutuhan listrik di Kota Pekanbaru.
5.2
Saran
Pertumbuhan penduduk
yang terus meningkat dan peningkatan jumlah sampah di Kota pekanbaru berpotensi
untuk dikonversi menjadi energi listrik di daerah-daerah seluruh
Indonesia dengan potensinya
menjadi energi listrik alternatif
menuju Indonesia Mandiri Energi
2025. Selain itu
perlu adanya dukungan
penuh dari berbagai pihak,
pemerintah, pihak swasta, akademisi, dan seluruh masyarakat.
DAFTAR PUSTAKA
Arief, Latar Muhammad. 2012. Pengolahan Limbah Gas. http://ikk357.weblog.
esaunggul.ac.id/wp-content/uploads/sites/313/2012/12/LIMBAH-GAS.pdfDiakses 24 April 2015
Balai
Pengkajian TeknologiPertanian Bali. 2006. Sampah
untuk Pakan Ternak. Warta Penelitian dan Pengembangan Pertanian Vol. 28,
No. 3
Damanhuri, Enri dan Tri Padmi. 2011.
Diktat Kuliah TL-3104 Pengelolaan Sampah. Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan
Institut Teknologi Bandung
Damanhuri, Enri. 2001. Minimisasi
Sampah Terangkut dan Optimasi TPA.Dalam
Workshop Sehari tentang Pengelolaan Sampah di Kawasan Metropolitan, Departemen
Permukiman dan Prasarana Wilayah.
Danarto,Y.C., dkk. 2010. Limbah Serbuk Kayu dengan Katalisator Zeolit.
Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia “Kejuangan” Pengembangan Teknologi
Kimia untuk Pengolahan Sumber Daya Alam Indonesia
Fitriyah,
Lailatul, dkk. 2010. Diversifikasi Briket
Berbahan Dasar Sampah Organik Sebagai Alternatif Baru Bahan Bakar Bagi Masyarakat.
Malang : Universitas Negeri Malang.
Garg, A., dkk. 2009. An Integrated Appraisal Of Energy Recovery
Options In The United Kingsom using Solid Recovery Fuel Derived from Municipial
Solid Waste. Waste Manage. 29, 2289-2297
Hantoko, Dwi, dkk. 2015. Simulasi Termodinamika Perengkahan Tar pada
Keluaran Fixed Bed Gasifier. Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia
“Kejuangan” Pengembangan Teknologi Kimia untuk Pengolahan Sumber Daya Alam
Indonesia Yogyakarta.
Shoiful,
Ahmad. 2008. Pedoman Teknis Terbaik yang Tersedia dan Petunjuk Praktik Lingkungan
Hidup Terbaik Kategori Insinerasi Limbah Padat Perkotaan.Guidelines on Best Available Techniques (BAT)
And Provisional Guidance on Best Environmental Practices (BEP) – Municipal
Solid Waste Incinerator
Sulistyorini,
Lilis. 2005. Pengelolaan Sampah dengan
Cara Menjadikannya Kompos. Jurnal Kesehatan Lingkungan, Vol. 2, No. 1
Wahyono, Sri. 2001. Pengolahan Sampah Organik dan Aspek Sanitasi.
Jurnal Teknologi Lingkungan, Vol.2, No. 2, Mei 2001 : 113-118
Wijayanti, Widya, dkk. 2013. Metode Pirolisis Untuk Penanganan Sampah
Perkotaan Sebagai Penghasil Bahan Bakar Alternatif. Universitas Brawijaya
http://artikel-teknologi.com/metode-mengendalikan-emisi-nox-pada-gas-buang-boiler/ Diakses 24 April
2015
http://mediacenter.riau.go.id/read/8056/setiap-hari-pekanbaru-hasilkan-11-ton-sampah.html Diakses 23 April 2015
https://teknoperta.wordpress.com/2012/05/04/gasifikasi-biomas/Diakses 24 April 2015
http://wikimapia.org/11923857/id/Lokasi-TPA-Muara-Fajar-RumbaiDiakses 24 April 2015
http://www.pln.co.id/riau/?p=3343 Diakses 23 April 2015
http://artikel-teknologi.com/metode-mengendalikan-emisi-so2-pada-gas-buang-boiler/ Diakses 24 April
2015
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Biodata Penulis 1
A.
Identitas Diri
1.
Nama Lengkap : Azhari Harahap
2.
NIM : 1307112953
3.
Program Studi/ Jurusan : Teknik Kimia S1 / Teknik Kimia
4.
Fakultas : Teknik
5.
Tempat dan Tanggal Lahir : Padangsidimpuan, 28 Februari 1995
6.
Alamat : Jl. Taman Karya, Panam,
Pekanbaru
7.
E-mail : azhariharahap228@ymail.com
8.
Nomor Telepon/HP : 085762253302
B.
Penghargaan kepenulisan selama menjadi mahasiswa (dari pemerintah,
asosiasi, atau institusi lainnya)
No
|
Jenis Penghargaan
|
Institusi Pemberi Penghargaan
|
Judul Karya
|
Tahun
|
Biodata Penulis 2
A.
Identitas Diri
1.
Nama Lengkap : Meliana Dewi
2.
NIM : 1307123438
3.
Program Studi/ Jurusan : Teknik Kimia S1/Teknik Kimia
4.
Fakultas : Teknik
5.
Tempat dan Tanggal Lahir : Purbalingga, 24 Juni 1995
6.
Alamat : Jl Manyar Sakti Panam,
Pekanbaru
7.
E-mail : meliana.dewi1995@gmail.com
8.
Nomor Telepon/HP : 082390344070
B.
Penghargaan kepenulisan selama menjadi mahasiswa (dari pemerintah,
asosiasi, atau institusi lainnya)
No
|
Jenis Penghargaan
|
Institusi Pemberi Penghargaan
|
Judul Karya
|
Tahun
|
Tidak ada komentar:
Posting Komentar