PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SAMPAH (7)

TUGAS MATA KULIAH
PEMANFAATAN DAN KONSERVASI SDA-B

PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA SAMPAH
(PLTSa)

Disusun oleh :
Andang Dwi Prasetyo

14/367068/TK/42320

Ardian Fauzi

14/367112/TK/4235

Hans Jodhie

14/369459/TK/42631

Patricia Wahyuan D

14/363541/TK/41644

Reza Hendy Djoerkaeff

14?363487/TK/41603
Dosen Pengampu:

Rochim Bakti Cahyono, S.T., M.Sc., D.Eng.
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA
2017

I.

LATAR BELAKANG
Jumlah produksi sampah di Indonesia terutama di kota-kota dengan kepadatan
penduduk yang tinggi meningkat secara signifikan seiring pertembuhan populasi
dan perkembangan ekonomi. Menurut hasil penelitian yang dilakukan oleh
NUDS (National Urban Development Strategy, 2003) menunjukan rata-rata

buangan sampah kota adalah 0.5 kg/hari. Dengan mengalikan data jumlah
penduduk maka dapat diketahui prakiraan potensi sampah di Kabupaten Bantul
yaitu sekitar 464.338 kg/hari atau sekitar 464 ton/hari. Jumlah penduduk kota
semarang ini dapat ditunjukan dari data BPS (Badan Pusat Statistik) mengenai
jumlah penduduk kota semarang pada tahun 2016 yaitu sekitar 928.676.
Secara umum Indonesia menerapkan lahan terbuka sebagai tempat
penampungan akhir dari sampah-sampah rumah tangga maupun industri sehingga
muncul permasalahan keterbatasan lahan TPA dan memberikan dampak negatif
terhadap pemukiman di sekitar wilayah tersebut bau ataupun masalah kesehatan.
Oleh karena itu, dibutuhkan teknologi baru yang dapat diterapkan untuk
mengurangi volume timbunan sampah secara efektif dan efisien. Selanjutnya
teknologi tersebut diharapkan dapat bertahan dalam jangka waktu yang panjang
dengan biaya yang minimum.
Waste to Energy adalah salah satu teknologi yang paling efektif dan efisien
untuk mengurangi volume sampah di Indonesia. Energi yang diperoleh dari
pemanfaatan sampah digunakan untuk pembangkit listrik. Pada dasarnya, sampah
dapat klasifikasikan sebagai sampah padat dan sampah cair. Kedua jenis sampah
ini mempunyai kemampuan untuk dapat dimanfaatkan menjadi sumber
pembangkitan listrik yang secara garis besar terbagi menjadi dua yaitu konversi
biologis dan konversi termal. Koversi biologis melibatkan peran bakteri pengurai

sampah organik untuk menghasilkan gas metan pada kondisi tanpa adanya osigen
(dekomposisi anaerob). Metode yang digunakan pada studi ini adalah Landfill.
Sementara itu, konversi termal adalah proses transformasi sampah menjadi
sumber energi dengan menggunakan biogas yang dihasillkan sebagai bahan
bakar. Metode yang digunakan pada studi ini adalah proses inserator.
Studi kasus ini mempelajari kajian untuk menentukan analisis kelayakan
pembangunan pembangkit listrik dengan bahan baku sampah. Dalam paper ini
akan dibahas secara detail mengenai analisis proses maupun analisis ekonomi

II.

upaya pembangunan Pembangkit Listrik Tenaga Sampah (PLTSa).
TINJAUAN PUSTAKA

Pengertian Sampah
Sampah merupakan material sisa yang tidak diinginkan setelah berakhirnya
suatu

proses.

Sampah

didefinisaikan

oleh

manusia

menurut

derajat

keterpakaiannya, dalam proses-proses alam sebenarnya tiak ada konsep sampah,
yang ada hanyalah produk-produk yang dihasilkan setelah dan selama proses
alam berlangsung. Berdasarkan sifat kimianya, sampah dibagi menjadi dua jenis
yaitu sampah organik (terdiri dari bahan-bahan penyusun tumbuhan dan hewan
yang berasal dari alam) dan sampah anorganik (berasal dari sumber daya alam ter
terbaharui seperti mineral dan minyak atau dari proses industri. Berdasarkan sift
fisiknya, sampah diklasifikasikan menjadi sampah basah (terdiri dari bahan
organik yang mempunyai sifat mudah membusuk) dan sampah kering (tersusun

dari bahan organik dan anorganik yang sifatnya lambat aau tidak membusuk dan
dapat dibakar).
Komposisi Sampah
Sampah dapat dikelompokkan berdaarkkan komposisinya yang
dinyatakan dalam % berat atau % volume dari kertas, kayu, kulit, karet, plastik,
logam, kaca, kain, makanan, dan lain-lain (Damanhuri, 2010). Dalam pemilihan
cara pengolahan sampah tentunya ditinjau dari karakteristik dan komposisi dari
sampah tersebut. Karakteristik sampah sangan bervariasi bergantung pada
komponen-komponen sampahnya. Sebagai contoh komponen dan komposisi
sampah kota dapat dilihat pada tabel berikut :
Tabel 1. Komponen dan Komposisi Bahan Organik Sampah Kota
Bahan Organik
Serat Kasar (%)
Lemak (%)
Abu (%)
Air (%)
Amonium (mg/g sampah)
N organik (mg/g sampah)
Total nitrogen (mg/g sampah)
Protein (mg/g sampah)

Keasaman (pH)
Sumber : Hadiwiyoto (1983)

Komposisi
4,1-6,0
3,0-9,0
4,0-20,0
30,0-60,0
0,5-1,14
4,8-14,0
4,0-17,0
3,1-9,3
5,0-8,0

Di samping itu, suatu penelitian menunjukkan adanya perbedaan komposisi
sampah yang dihasilka dari sumber perumahan yang memiliki tingkat kepadatan

tertentu. Data komposisi sampah dijabarkan dalam bentuk % berat basah untuk
kategori kepadatan penduduk tertentu.
Tabel 2. Tipikal Komposisi Sampah Pemukiman (% Berat Basah)

Komposisi
Kertas
Kaca, keramik
Logam
Plastik
Kulit, karet
Kayu
Tekstil
Sisa makanan
Lain-lain
Sumber: Cointreau (1982)

Pemukiman
Low Income
1-10
1-10
1-5
1-5
1-5
1-5

15
40-85
1-40

Pemukiman
Middle Income
15-40
1-10
1-5
2-6
2-10
20-65
1-30

Pemukiman
High Income
15-40
4-10
3-13
2-10

2-10
20-50
1-20

Proses konversi termal
Sampah yang berasal dari berbagai tempat dikumpulkan di suatu tempat yang
kemudian dipisahkan antara material yang dapat direcycle dan yang tidak dapat
direcycle. Material yang tiak dapat direcycle selanjutnya dicacah menggunakan
copping machine dan didistribusikan dengan conveyor kering. Sampah
selanjutnya dikeringkan dalam beberapa hari sebelum masuk ke furnace sehingga
kadar air dalam sampah menurun sampai kurang dari 40%. Sampah kering
kemudian dibakar di dalam furnace dengan temperatur di atas 850°C. Gas buang
digunakan untuk menghasilkan uap dalam boiler sebagai pembangkit listrik.
Selanjutnya gas buang diolah terlebih dahulu sebelum dibuang ke lingkungan
sekitar.

Gambar 1. Skema Alat Konversi Termal
Proses konversi sampah menjadi biogas
Konversi dilakukan dengan mengumpulkan sampah pada primary treatment
sehingga diperoleh air lindi dengan kandungan COD tinggi (10.000 ppm). Selanjutnya

air lindi dikonversi dalam reaktor anaerobik. Dalam reaktor anaerobik terjadi 4 reaksi
secara simultan, yaitu hidrolisis, asidogensis, asetogenesis, dan methanogenesis.
Berikut adalah skema proses konversi air lindi menjadi biogas.

Gambar 2. Flow Diagram dari Produksi Biogas

Sementara reaksi utama (methanogenesis) yang terjadi pada reaktor adalah
sebagai berikut:
i.

CH3COOH

 CH4 + CO2

ii. CH3COOH + 4H2

 2CH4 + 2H2O

iii. CO2 + H2O

 CH4 + H2O

Biogas diproduksi ketiga mikroorganisme, yaitu bakteri mereduksi zat zat organik
dalam reaktor. Dari proses tersebut dihasilkan biogas dengan komposisi methane 50 –
75%, CO2 25 – 45%, dan gas gas pengotor lain.
Biogas
Pemilihan Reaktor Anaerobic Digestion
Hasil olahan limbah sampah yang telah dikonversi menjadi air lindi memiliki
kandungan COD hingga 10.000 ppm. Hal ini yang menjadi dasar pemilihan reaktor
biogas. Pada industri PLTBg, terdapat pilihan reaktor seperti Anaerobic Pond,
Anaerobic Fluidized Bed Reactor, CSTR, UASB, dan EGSB (Ahmed, et al.). Dengan

spesifikasi air lindi dari limbah sampah, kandidat utama dari reaktor anaerobic adalah
Anaerobic Pond dan AFBR.
Tabel 3. Ringkasan dari Reaktor Anaerobic Pond dan Fluidized Bed
Reactor

Anaerobic
Pond

Energy
Consumptio
n
Cost
COD
removal
efficiency
CH4/H2
Yield
OLR
HRT

Low

Anaerobic Anaerobic
Filtration
Fludized
Bed
Low
High

UASB

EGSB

CSTR

High

Moderate

Low

Low
97.8%

Low
94%

Moderate
78 – 95%

Moderate Moderate Moderate
>90%
53 – 91%
44 –
90.4%

>60%

>63%

>42%

48 – 91% 59 – 70% 48 – 69%

1.4
20 – 40
days
>3%

4.5
15

10
4 – 12

2 – 60
5 – 20

2 – 20
2 – 10

1.4 – 60
2 – 18