Gambar 2 Skema pengolahan sampah dengan landfill yang menghasilkan gas
Secara sepintas, metode landfill relatif mudah dilakukan dan bisa menampung sampah dalam jumlah besar. Akan tetapi, anggapan ini kurang tepat karena jika tidak dilakukan secara benar, landfill dapat menimbulkan masalah yang berkaitan dengan kesehatan dan lingkungan. Masalah utama yang sering timbul adalah bau dan pencemaran air lindi (leachate) yang dihasilkan. Selain itu, gas metana yang dihasilkan oleh landfill dan tidak dimanfaatkan akan menyebabkan efek pemanasan global. Jika termampatkan di dalam tanah, gas metana bisa meledak. Oleh sebab itu, dalam sistem landfill yang baik diperlukan adanya unit pengolahan air lindi dan unit pengolahan biogas.
Unit Pengolahan Air Lindi (leachate)
Air lindi merupakan air dengan konsentrasi kandungan organik yang tinggi yang terbentuk dalam landfill akibat adanya air hujan yang masuk ke dalam landfill. Air lindi merupakan cairan yang sangat berbahaya karena selain kandungan organiknya tinggi, juga dapat mengandung unsur logam (seperti Zn, Hg). Jika tidak ditangani dengan baik, air lindi dapat menyerap dalam tanah sekitar landfill kemudian dapat mencemari air tanah di sekitar landfill. Air lindi memerlukan perlakuan awal, yaitu dengan menghilangkan kandungan inorganik dalam air lindi. Setelah kandungan inorganik dalam air lindi dapat dihilangkan atau dikurangi, kemudian air lindi dapat diolah lebih lanjut untuk menghilangkan kadar kandungan organiknya.
Pengolahan air lindi dapat dilakukan dengan berbagai alternatif seperti :
Resirkulasi air lindi kembali ke dalam landfill. Hal ini dapat meningkatkan laju dekomposisi kandungan organik menjagi biogas hingga sekitar 70%. Resirkulasi air lindi dapat dilakukan pada musim kemarau, sedangkan pada musim hujan, air lindi harus diolah untuk mengurangi volumenya.
Pengolahan air lindi dengan menggunakan pengolahan limbah secara biologis. Pengolahan ini biasa dilakukan dengan menggunakan lumpur aktif yang berfungsi mendegradasi kandungan organik yang terdapat dalam air lindi. Setelah kandungan organik dalam air lindi turun drastis, kemudian dapat dilakukan pemurnian kembali dengan menggunakan alat filtrasi. Air keluaran yang diharapkan dari pengolahan semacam ini dapat langsung dibuang ke lingkungan karena tidak berbahaya bagi lingkungan.
Pengolahan air lindi dengan menggunakan pengolahan limbah secara kimiawi
Pengolahan air lindi dengan menggunakan membran. Selain untuk mengurangi kekeruhan atau turbiditas, pengolahan dengan membran dimaksudkan untuk mengurangi kadar COD, BOD serta kandungan logam pada air lindi. Umumnya diperlukan pengolahan bertahap untuk menghasilkan limbah yang memenuhi syarat baku mutu limbah seperti bioreaktor dengan membran (membrane bioreactor) atau integrasi antara ultrafiltrasi dan karbon aktif.
Air lindi merupakan air dengan konsentrasi kandungan organik yang tinggi yang terbentuk dalam landfill akibat adanya air hujan yang masuk ke dalam landfill. Air lindi merupakan cairan yang sangat berbahaya karena selain kandungan organiknya tinggi, juga dapat mengandung unsur logam (seperti Zn, Hg). Jika tidak ditangani dengan baik, air lindi dapat menyerap dalam tanah sekitar landfill kemudian dapat mencemari air tanah di sekitar landfill. Air lindi memerlukan perlakuan awal, yaitu dengan menghilangkan kandungan inorganik dalam air lindi. Setelah kandungan inorganik dalam air lindi dapat dihilangkan atau dikurangi, kemudian air lindi dapat diolah lebih lanjut untuk menghilangkan kadar kandungan organiknya.
Pengolahan air lindi dapat dilakukan dengan berbagai alternatif seperti :
Resirkulasi air lindi kembali ke dalam landfill. Hal ini dapat meningkatkan laju dekomposisi kandungan organik menjagi biogas hingga sekitar 70%. Resirkulasi air lindi dapat dilakukan pada musim kemarau, sedangkan pada musim hujan, air lindi harus diolah untuk mengurangi volumenya.
Pengolahan air lindi dengan menggunakan pengolahan limbah secara biologis. Pengolahan ini biasa dilakukan dengan menggunakan lumpur aktif yang berfungsi mendegradasi kandungan organik yang terdapat dalam air lindi. Setelah kandungan organik dalam air lindi turun drastis, kemudian dapat dilakukan pemurnian kembali dengan menggunakan alat filtrasi. Air keluaran yang diharapkan dari pengolahan semacam ini dapat langsung dibuang ke lingkungan karena tidak berbahaya bagi lingkungan.
Pengolahan air lindi dengan menggunakan pengolahan limbah secara kimiawi
Pengolahan air lindi dengan menggunakan membran. Selain untuk mengurangi kekeruhan atau turbiditas, pengolahan dengan membran dimaksudkan untuk mengurangi kadar COD, BOD serta kandungan logam pada air lindi. Umumnya diperlukan pengolahan bertahap untuk menghasilkan limbah yang memenuhi syarat baku mutu limbah seperti bioreaktor dengan membran (membrane bioreactor) atau integrasi antara ultrafiltrasi dan karbon aktif.
Unit Pengolahan Biogas
Unit pengolahan biogas terbagi dalam 2 proses utama yaitu proses pembentukan dan penyaluran gas serta sistem pemrosesan gas. Proses pembentukan gas dalam landfill melibatkan reaksi yang kompleks sehingga laju pembentukan gas akan bervariasi antar-landfill. Laju maksimum dicapai ketika kondisi lingkungan mencapai kondisi optimum yaitu pH mendekati netral, kelembaban cukup, serta temperatur yang moderat. Hal yang paling mengganggu adalah kehadiran oksigen yang akan menghentikan reaksi anaerobik menjadi aerobik. Pada kondisi optimum, stabilisasi sampah berlangsung antara 10-20 tahun yang ditandai dengan berhentinya pembentukan gas. Jika kurang optimum, stabilisasi bisa mencapai 30 tahun. Hal yang sulit dilakukan adalah penentuan waktu pembentukan metana dalam jumlah cukup besar. Hingga saat ini belum ada metode pasti untuk memprediksi waktu tersebut. Cara yang paling umum dilakukan adalah dengan membandingkannya dengan waktu pembentukan metana landfill yang terdekat kondisinya.
Unit pengolahan biogas terbagi dalam 2 proses utama yaitu proses pembentukan dan penyaluran gas serta sistem pemrosesan gas. Proses pembentukan gas dalam landfill melibatkan reaksi yang kompleks sehingga laju pembentukan gas akan bervariasi antar-landfill. Laju maksimum dicapai ketika kondisi lingkungan mencapai kondisi optimum yaitu pH mendekati netral, kelembaban cukup, serta temperatur yang moderat. Hal yang paling mengganggu adalah kehadiran oksigen yang akan menghentikan reaksi anaerobik menjadi aerobik. Pada kondisi optimum, stabilisasi sampah berlangsung antara 10-20 tahun yang ditandai dengan berhentinya pembentukan gas. Jika kurang optimum, stabilisasi bisa mencapai 30 tahun. Hal yang sulit dilakukan adalah penentuan waktu pembentukan metana dalam jumlah cukup besar. Hingga saat ini belum ada metode pasti untuk memprediksi waktu tersebut. Cara yang paling umum dilakukan adalah dengan membandingkannya dengan waktu pembentukan metana landfill yang terdekat kondisinya.
Gas yang dihasilkan dari landfill didominasi oleh metana dan karbondioksida. Kandungan metana berkisar antara 45-55% sedangkan karbon dioksida berkisar antara 40-50%. Kandungan metana yang lebih tinggi juga pernah dilaporkan. Kombinasi kedua gas bisa mencapai 99% dari semua gas. Walaupun demikian, satu persen gas sisanya harus sangat diperhatikan karena bisa bersifat korosif, beracun, ataupun berbau tak sedap. Dalam kondisi ideal, kalor jenis gas yang dihasilkan bisa mencapai 450-540 Btu/SCF.
Komposisi gas yang dihasilkan relatif konstan selama puncak pembentukan. Ketika sampah sudah memasuki masa stabilisasi, pembentukan gas mulai menurun secara asimtot. Oleh karena itu, total waktu pembentukan gas sering dinyatakan dalam bentuk waktu paruh. Selama periode penurunan ini, komposisi gas yang dihasilkan relatif tetap. Akan tetapi, laju pembentukan yang menurun ini akan berakibat pada penurunan tekanan dan rembesan udara ke dalam landfill. Oleh karena itu, besar kemungkinan terbawanya nitrogen dan oksigen karena sulit untuk mengambil gas tanpa tercampur dengan udara.
Komposisi gas yang dihasilkan relatif konstan selama puncak pembentukan. Ketika sampah sudah memasuki masa stabilisasi, pembentukan gas mulai menurun secara asimtot. Oleh karena itu, total waktu pembentukan gas sering dinyatakan dalam bentuk waktu paruh. Selama periode penurunan ini, komposisi gas yang dihasilkan relatif tetap. Akan tetapi, laju pembentukan yang menurun ini akan berakibat pada penurunan tekanan dan rembesan udara ke dalam landfill. Oleh karena itu, besar kemungkinan terbawanya nitrogen dan oksigen karena sulit untuk mengambil gas tanpa tercampur dengan udara.
Gambar 2 Skema pengolahan sampah dengan landfill yang menghasilkan gas
Sistem pemrosesan gas terdiri atas beberapa sumber gas dan pipa-pipa yang saling terhubung kepada pompa vakum. Pada sistem yang sederhana, pompa yang dipakai berupa blower sentrifugal.
Saat ini, pengambilan gas dilakukan dengan memasukkan pipa (well) berlubang secara vertikal ke dalam sampah kira-kira hingga ¾ kedalaman landfill. Lubang-lubang itu biasanya kecil-kecil. Lubang-lubang itu akan diisi dengan bebatuan atau kerikil untuk mencegah masuknya sampah. Lubang-lubang diletakkan di bagian bawah pipa untuk mencegah masuknya udara dari luar. Segel beton diletakkan di atas kerikil. Bagian atas diisi dengan tanah.
Plastik pipa biasanya digunakan sebagai selubung pipa sumber (well). Besi atau baja kurang disukai karena potensial terkorosi serta kecenderungan landfill yang berubah seiring dekomposisi sampah. Material plastik (polimer) yang banyak digunakan adalah polivinil klorida (PVC), polietilen (PE), dan serat kaca (fiberglass) karena lebih tahan korosi dan fleksibel.
Biogas yang dikeluarkan selanjutnya diubah menjadi listrik melalui sistem konversi termal yang melibatkan gas engine dan boiler untuk menghasilkan uap air yang akan menggerakkan turbin.
Sumber:
- Marliana, Linda, dkk. 2003. Penelitian. Produksi Biogas dari Sampah Pasar Menggunakan Bioreaktor Anaerobik. Departemen Teknik Kimia ITB
- Tchobanoglous, G. Et.al. 1993. Integrated Solid Waste Management. McGraw Hill, Inc
- http://en.wikipedia.org/wiki/Biogas
pak saya mau tanya, kan apabila kita menjalankan proses biogas akan dihasilkan gas yang juga sangat berbahaya + korosif semisal h2s, apakah ada zat yang bisa menyerapnya?
ReplyDelete