PENGOLAHAN LIMBAH DENGAN DESTRUKSI TERMAL/INCINERATOR

Hampir semua jenis sampah yang memiliki kandungan materi yang dapat terbakar (volatile matter) apapun jenisnya dapat dimusnahkan menggunakan insinerator, apapun wujudnya (cair, padat dan sludge). Limbah-limbah yang memiliki kandungan logam dan atau silica (pasir-pasiran dan tanah) dalam jumlah besar hanya bisa menurunkan air atau material volatile yang terkandung didalamnya.

Jenis-jenis limbah yang dapat dimusnahkan insinerator adalah sbb:

1. Limbah domestik

Yang termasuk limbah domestik adalah sampah kota, pasar, perumahan, pertokoaan dsbnya

2. Limbah Infeksius

Limbah infeksius adalah limbah padat yang dihasilkan oleh kegiatan medis atau rumah sakit.

3. Limbah Industri dan pertambangan

4.  Limbah padat seperti

  • Produk reject
  • Sampah-sampah kemasan
  • Majun atau potongan kain terkontaminasi B3
  • Bahan-bahan kima kadaluarsa (terbatas)
  • Limbah sludge seperti
  • Sludge dari proses pengolahan limbah cair (Wastewater Treatment Sludge) dari berbagai jenis industri.
  • Sludge oil dari proses pertambangan
  • Tanah terkontaminasi B3
  • Sludge Paint (cat)

5.  Limbah cair seperti

  • Limbah chemical dari laboratorium (terbatas)
  • Limbah chemical produksi (terbatas)
  • Obat-obatan cair

 

 

Sebagian limbah tersebut ada yang tergolong Bahan Berbahaya dan Beracun (B3). Jika limbah ini tidak dikelola dengan baik, akan menimbulkan dampak negatif bagi lingkungannya. Oleh karena itu, diperlukan sistem pengelolaan limbah yang sesuai sehingga dihasilkan limbah yang lebih ramah lingkungan (environmental friendly).

Kegiatan industri di Indonesia sangat beragam dan banyak serta kegiatan medis yang tersebar sampai pelosok-pelosok daerah, tentunya memiliki potensi pencemaran lingkungan akibat limbah B3. Perusahaan yang bergerak dalam jasa pengelolaan Limbah B3 sampai saat ini belum bisa menampung dan menangani semua yang dihasilkan oleh penghasil-penghasil limbah B3 tersebut.

Dalam rencananya sebuah perusahaan jasa pengelola limbah akan melakukan kajian analisis dampak terhadap lingkungan dari kegiatan pengangkutan, pengumpulan, pemanfaatan dan pengolahan Limbah B3 yang tertuang dalam dokumen lingkungan. Pemusnahan limbah B3 dengan insinerator adalah merupakan salah satu dari rencana kegiatan pengolahan limbah B3, maka dalam dokumen ini bermaksud membuat kajian teknis lebih rinci untuk merancang dan memilih peralatan serta menganalisa dampak yang akan ditimbulkan dari kegiatan pembakaran di dalam insinerator. Tujuanya adalah agar memenuhi persyaratan yang ditetapkan oleh Kementrian Lingkungan Hidup dan Kehutanan sesuai dengan Regulasi Kep.205/Bapedal/1996 tentang Pendoman Teknis Pengendalian Pencemaran Udara Sumber Tidak Bergerak, dan memenuhi persyaratan dokumen kelengkapan pengajuan perijinan pengoperasian insinerator.

 

Dalam rencana kegiatan pengolahan insinerator, Pengelola mengumpulkan berbagai jenis limbah dengan karakteristik yang beragam dari penghasil limbah B3 di Pulau Sumatera atau luar Pulau Sumatera sekalipun.

Limbah-limbah tersebut sampelnya kemudian di kirim ke Laboratorium terakriditasi untuk diuji : Characteristic B3 analisis, Ultimate analysis , Proximate analysis, Finger Print Test, dan Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP). Dari hasil analisis tersebut akan digunakan untuk keperluan penentuan desain insinerator, kapasitas, efisiensi dan komposisi limbah campuran yang akan dibakar di insinerator serta metoda pengujian dalam kegiatan TBT (Trial Burning Test).

Pembakaran sempurna berlangsung jika temperatur titik nyala tercapai dalam suatu system yang teroksigen cukup secara stoikiometris dengan kondisi pencampuran yang baik antara material yang dibakar dengan udara. Pembakaran sempurna akan menguraikan sampah organik menjadi CO2 dan H2O. Sampah organik pada umumnya mempunyai titik nyala berkisar antara 200 – 500 oC. Untuk mencapai titik nyala, ruang bakar dipanaskan dengan kalor yang disuplai oleh bahan bakar dari fuel burner.

 

Proses pencampuran yang baik antara materi yang dibakar dengan udara sulit diharapkan, apalagi kalau materi tersebut berwujud padat. Pencampuran akan jauh lebih efisien apabila materi yang dibakar dalam wujud gas. Karena itu sangat riskan untuk pembakaran dilakukan dalam satu tahap. Strategi yang biasa dilakukan adalah dengan merubah wujud materi menjadi

 

gas melalui proses pirolisa dengan suplai udara kurang di Ruang Bakar I, dan membakar gas hasil pirolisa tersebut di Ruang Bakar II.

Dalam suatu sistem bertemperatur tinggi, material organik tanpa oksigen stoikiometris (suplai oksigen kurang) akan mengalami pirolisa. Pirolisa ialah reaksi endotermik yang menguraikan senyawa organik dalam sampah menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana; biasanya sampah akan tergasifikasi menjadi metana (CH4), etana (C2H6), dan karbon monoksida (CO), gas-gas yang mempunyai nilai kalor tinggi.

Insinerator memiliki dua buah ruang bakar, yaitu First Chamber dan Second Chamber. First Chamber terutama berfungsi sebagai tempat berlangsungnya proses pirolisa. Ke dalam First Chamber disuplaikan 30% – 60% oksigen stoikiometrik. Oksigen tersebut digunakan untuk membakar sebagian sampah sehingga temperatur pirolisa dapat tercapai dan dipertahankan.

Gas-gas hasil pirolisa selanjutnya dibakar sempurna di dalam Second Chamber. Dengan pencampuran oksigen; metana, etana, dan karbon monoksida diuraikan menjadi uap air (gas) dan karbondioksida. Hasil pembakaran di Second Chamber sangat ditentukan oleh kuantitas oksigen dan kualitas pencampurannya.

Padatan sisa pembakaran di First Chamber dapat berupa padatan tak terbakar (logam, kaca), abu (berupa mineral) maupun karbon berupa arang akibat pembakaran yang miskin oksigen. Arang dapat diminimalkan dengan pemberian suplai oksigen secara kontinu selama pembakaran berlangsung. Padatan tak terbakar dapat diminimalkan dengan penyortiran sampah umpan.

Proses insinerasi sampah/limbah memerlukan waktu. Dalam tahap perancangan insinerator, waktu pemusnahan sampah diidentifikasikan sebagai Residence Time dan Retention Time. Residence Time ialah waktu yang diperlukan oleh sampah padat dengan jumlah tertentu untuk terbakar habis menjadi abu. Retention Time ialah lamanya waktu tinggal gas di dalam ruang bakar. Untuk temperatur ruang bakar yang tetap, Residence Time berbanding lurus dengan kualitas padatan sisa pembakaran, konsekuensinya ialah volume First Chamber semakin besar.

Secara umum semakin tinggi Retention Time dirancang, semakin baik pembakaran terjadi di dalam insinerator. Kesempatan bagi gas untuk berikatan membentuk CO 2 dan H2O serta kesempatan untuk mengurai gas beracun menjadi ikatan yang lebih stabil semakin tinggi. Konsekuensinya ialah aliran gas lebih lambat dan tekanan semakin tinggi. Sealing insinerator harus rapat dan pemasukan sampah menjadi lebih sulit. Oleh karena itu, rancangan aliran gas insinerator harus dilakukan dengan mencari titik optimal.

Untuk mencapai kualitas emisi gas buang sempurna dan mengurangi dampak negative dari pembakaran, insinerator harus dilengkapi dengan alat tambahan APC (Air Polution Control) dengan bermacam-macam metoda dan type yang dapat digunakan. Hasil pembakaran di 1st Chamber akan menghasilkan partikulat dan gas-gas lain yang tidak cukup ditangani dengan hanya mengandalkan temperatur, retention time dan pencampuran udara yang optimal. Partikulat hanya bisa ditangkap dengan metoda Centrifugal Dust Colector Cyclone atau Bag House Filter, sedangkan gas-gas bersifat asam seperti HCL, SO2 hanya bisa dieliminasi dengan metoda absorb dengan air larutan basa dalam Water Scrubber System.

 

Deskripsi Proses Insinerator

Salah satu cara pemusnahan limbah B3 adalah dengan cara insinerasi di dalam sebauh sistem insinerator. Tetapi tidak semua jenis limbah dapat di musnahkan karena terkait dengan karakteristik jenis limbah yang diperbolehkan menurut aturan. Proses insinerasi adalah penguraian zat padat atau cair menjadi gas dan belum berarti tidak menjadikan aman bagi lingkungan, karena dari pembakaran tidak sempurna akan menghasilkan gas atau partikulat yang sama bahanya dengan sifat limbah sebelum dibakar terhadap lingkungan. Untuk itu kualitas atau performansi dari insinerator sangat penting untuk diperhitungkan.

Incenerator dirancang lengkap dengan fasilitas pengendalian pencemaran udara, agar emisi yang dihasilkan dibawah ambang baku yang ditetapkan oleh pemerintah. Pada gambar 4.1 menunjukan alur proses sistem insinerasi yang di dirancang. Uraian prosesnya dapat dijelaskan dibawah ini.

  1. Jenis insinerator yang dirancang adalah Continues Reciprocating Grate yang dapat beroperasi secara kontinu karena sistem pengumpanan limbah terus menerus begitupun juga pengeluaran abu sisa pembakaranya.
  2. Sistem pengumpanan dibuat 2 alat, yaitu : Elevator Buckect Lift dan Ram Feeding. Elevator buckect lift, berfungsi untuk mengumpankan limbah padat ke tempat Feeder, selanjutnya dengan Ram Feeder Limbah akan dimasukan kedalam insinerator dengan 2 mekanisme pintu sebagai Air Lock untuk menghindari kebocoran-kebocoran asap saat proses pengumpanan limbah.
  3. Limbah B3 dari berbagai jenis akan di campur dengan komposisi yang ditetapkan dan diumpankan ke ruang pembakaran dengan buckect lift dan ram feeder secara kontinu sesuai dengan kapasitas dari insinerator.
  4. Limbah B3 akan dibakar di ruang bakar 1 dalam suhu 700-800 0C. Dalam proses pembakaran di phase ini material akan terurai menjadi gas-gas dan material (abu dan padatan tidak dapat terbakar).
  5. Abu dan sisa material tidak terbakar yang dihasilkan di dalam ruang bakar 1 akan dikeluarkan secara otomatis dan kontinu. Alat untuk mengeluarkan material tersebut adalah Ash screw conveyor. Alat ini diletakan di bawah ruang bakar 1 pada bagian ujung dimana abu terkumpul di dalamnya. Abu dan material tidak terbakar akan dikeluarkan dari ruang bakar 1 dan dimasukan kedalam drum besi yang telah disediakan.
  6. Karena proses pembakaran di ruang bakar 1 ini tidak sempurna, maka akan menghasilkan gas-gas lain selain CO2 dan H20 yaitu diantaranya gas methan (C2H4), gas CO, SO2, HCl dan lain-lainya. Gas-gas ini akan di bakar lebih lanjut di uang bakar 2 agar menjadi gas sempurna dan tidak berbahaya. Selain gas-gas dihasilkan pula partikulat dan tidak dapat tangani dalam proses pembakaran di ruang bakar 2, hanya dapat di kurangi dnegan cara separasi dan absorbsi.
  7. Gas SO2 dan HCl yang bersifat asam akan di absorbsi oleh air yang disemprotkan dalam water scrubber, penggunaan larutan basa seperti NaOH atau CaOH akan meningkatkan efektifitas absorbsi gas-gas tersebut. Air water scrubber disirkulasi oleh pompa sirkulasi dan endapan lumpur yang dihasilkan tertampung dalam bak akan dikumpulkan yang selanjutnya akan di satukan dengan sisa abu pembakaran dan dikirim ke pihak ke 3 yang berizin.
  8. Partikulat yang terbawa aliran gas akan dipisahkan dan dikumpulkan didalam siklon secara efek sentrifugal.
  9. Aliran gas yang sudah bersih akan dialirkan ke udara oleh IDF (Induce Draft Fan) melalui cerobong.
  10. Sebagai kontrol sistem efisiensi proses insinerasi akan dilakukan pengujian terhadap emisi gas buang dan sisa hasil proses berupa padatan maupun cairan.

Penentuan Komposisi Limbah

Sistem pengumpanan limbah B3 yang beragam jenis dan karakteristik yang akan dibakar akan lebih efektif jika dibuat pencampuran dari masing-masing secara tepat dan homogen. Untuk itu berdasarkan pertimbangan ketersedian bahan dan karakteristik limbah itu sendiri diperlukan penentuan komposisi yang tepat berdasarkan parameter seperti nilai

kalor, pH, kandungan organik, kandungan air dan lain-lainya.

 

Konstruksi Incenerator

Dari data rancangan desain proses, insinerator bagian-bagian yang difabrikasi dan dipasang adalah :

  1. Waste Ejector (Pendorong Limbah)
  2. Ram Feeder (Alat Pengumpan Limbah)
  3. 1st Chamber (Ruang Pembakaran Pertama)
  4. Ash Screw (Alat Pengeluaran Abu pembakaran)
  5. 2nd Chamber (Ruang Pembakaran Kedua)A
  6. Cyclone (Penangkap Partikulat)
  7. Water Scrubber (Penangkap Gas Asam dari Pembakaran)
  8. Emission Platform (Tempat Pengujian Emisi)
  9. Main Exhaust Stack ( Cerobong Utama)
  10. Emergency Damper (Damper Darurat Pembakaran)
  11. Emergency Stack (Cerobong Darurat Pembakaran)

Share This:

Comments are closed.