1

1. Pendahuluan 1.1 Latar Belakang

Sampah kota merupakan salah satu masalah pelik yang dihadapi hampir seluruh kota

besar di Indonesia. Pengelolaan sampah kota dengan metode landfill yang hanya berupa open

dump mendatangkan banyak masalah seperti bau busuk, longsor, dan pencemaran air tanah.

Volume sampah kota yang sangat besar membuat pemerintah kota kesulitan mencarikan

lahan baru untuk tempat pembuangan akhir (TPA) yang representatif. Masyarakat di sekitar

lahan calon TPA tersebut seringkali keberatan menerima keberadaannya. Jakarta dan

Bandung merupakan dua kota yang mengalami masalah serius berkaitan dengan sampah kota.

Di lain pihak, Indonesia merupakan negara agraris yang selalu memerlukan pupuk murah.

Negara ini juga sangat merasakan mahalnya sumber energi fosil terutama yang berasal dari

minyak bumi.

Terdapat beberap teknologi yang biasa dipakai untuk mengelola sampah kota yaitu ;

landfill, incinerator, dan Anaerobic digestion (AD). Teknologi landfill sudah banyak

ditinggalkan karena memerlukan lahan yang luas dan menimbulkan permasalahan dengan air

tanah. Incinerator merupakan pilihan teknologi yang praktis dan mudah. Salah satu kota yang

sukses menggunakan teknologi ini adalah Wina, Austria. Sifat sampah kota di Indonesia yang

basah membuat proses pembakaran yang terjadi di dalam incinerator kemungkinan besar

tidak berjalan dengan sempurna sehingga emisi gas buang dari cerobong incinerator akan

mengandung gas yang berbahaya bagi lingkungan. Penggunaan incinerator juga tidak dapat

mengambil bagian-bagian dari sampah kota yang masih dapat dipakai ulang dan berharga.

Pengolahan sampah dengan metode AD merupakan metode yang paling ramah lingkungan

karena sampah organik oleh consortium bacteria diubah menjadi bio-gas metana, pupuk cair,

dan padatan sisa yang bisa dipakai sebagai pupuk kompos. Metode AD sejak belasan tahun

yang silam dipakai oleh kota munich untuk mengelola sampah organik kota. Pengelolaan

secara profesional menghasilkan biogas yang langsung dapat dikonversi menjadi listrik

disamping pupuk organik. Di sekitar pabrik pengolahan sampah tersebut juga tidak tercium

bau busuk sehingga kemungkinan komplain dari masyarakat disekitar pusat pengolahan

sampah kecil. Karena pada dasarnya AD dapat dipakai untuk mengkonversi seluruh jenis

bahan organik yang teruraikan menjadi biogas. Dengan demikian teknologi AD juga sangat

potensial untuk dijadikan alternatif pilihan untuk menyediakan listrik di daerah-daerah

terpencil di seluruh Indonesia, mengingat melimpahnya ketersediaan dedaunan dan rumput

sebagai substratnya.

1.2 Road

B

sampah k

d Map Pene

Bidang yang

kota dapat di

Gam

elitian

kami geluti

ilihat pada G

mbar 1. Roa

i adalah was

Gambar 1.

ad Map Pene

ste utilizatio

elitian Peman

n. Road map

nfaatan Samp

p penelitian

mpah Kota

n pemanfaata

2

an

3

2. Tinjauan Pustaka AD adalah suatu proses penguraian zat organik menjadi senyawa-senyawa yang

sederhana dalam kondisi tanpa oksigen. Di dalam pengolahan air limbah AD telah lama

dipakai secara ekstensif sebagai pelengkap proses aerobik terutama untuk memproses

primary and secondary sludge. Kelemahan utama pada penggunaan teknologi AD di masa

lalu adalah waktu pemrosesan yang diperlukan yang sangat lama. Anaerobic lagoon

merupakan bentuk teknologi AD tertua yang memerlukan waktu pengolahan sampai dengan

300 hari ( Mckinney, 2004). Teknologi AD menjadi lebih menarik ketika energi terbarukan

menjadi salah satu isu besar di dunia dan reaktor Up-flow Anaerobic Sludge Blanket (UASB)

diperkenalkan oleh G. Lettinga di Netherlands. Keistimewaan UASB adalah waktu

pemrosesan yang singkat sampai dengan 24 jam dan organic loading rate yang tinggi.

Ada dua tujuan dalam penggunaan teknologi AD, yaitu dapat digunakan untuk

pengolahan limbah yang mengandung bahan biodegradable dan untuk menghasilkan produk

yang bernilai ekonomi (energy crop) seperti biogas dan pupuk. Sejak teknologi AD menjadi

lebih efektif dibandingkan dengan proses aerobik, AD menjadi lebih menarik untuk dijadikan

sebagai teknologi inti dalam pengolahan air limbah domestik (Foresti, 2006).

Secara keseluruhan proses AD dapat dibagi menjadi tiga langkah, yaitu pengolahan awal

(pre-treatment), proses inti/utama AD, dan pengolahan akhir (post-treatment) bio-gas dan

padataan hasil proses AD (digestate). Proses pre-treatment tergantung pada jenis yang

dipakai substrat dan regulasi negara setempat. Sedangkan post-treatment bio-gas dan

digestate disesuaikan dengan pemanfaatan kedua produk tersebut.

Di Munich - German penggunakan sampah kota sebagai substrat dalam proses AD

memerlukan pre-treatment seperti penggilingan, pemisahan magnetik (magnetic separation),

hidro-pulper, dan thermal pre-treatment (Gopel and Janik, 2006). Penggilingan, magnetic

separation dan hidro-pulper diperlukan karena sifat sampah kota yang masih tercampur

dengan komponen-komponen nonorganik. Sedangkan thermal pretreatment dilakukan karena

peraturan pemerintah setempat yang mewajibkan pasteurisasi selama 3 jam (Bonmati et.al.,

2001). Hidro-pulper merupakan unit pemisahan sampah berdasarkan densitas. Nama hydro-

pulper dipakai karena alat ini pertama kali digunakan dalam pabrik pengolahan kertas. Hidro-

pulper biasa dirancang untuk bahan baku dengan spesifikasi tertentu dan prosesnya

dijalankan secara kontinyu (Olutoye, 2005).

Biogas yang ingin dipakai sebagai synthetic natural gas (SNG) memerlukan post-

treatment untuk menghilangkan zat-zat pengotor seperti karbondioksida, ammonia, dan

hidrogen sulfida (Burgel, 2006). Sedangkan apabila langsung dikonversi menjadi listrik

4

ataupun dibakar post-treatment bio-gas tidak lagi diperlukan. Digestate dapat langsung

dipakai sebagai pupuk pertanian, akan tetapi untuk menghasilkan pupuk kompos yang

berkualitas baik, digestate perlu diproses secara aerobik agar penguraraian bahan organik

berjalan lebih sempurna.

Gambar2. Diagram Blok Proses Pengolahan Sampah Kota di Munich

(Gopel and Janik,2006)

Anaerobic Digestion Model No.1 (ADM1) merupakan model matematika dari proses AD

yang telah berhasil dimodelkan dengan baik oleh sekumpulan ilmuwan yang tergabung dalam

IWA Task Group (IWA, 2002). Dari gambar2, terlihat bahwa padatan organik komplek

mengalami disintegrasi menjadi inert, karbohidrat, protein dan lemak. Material hasil

disintegrasi tersebut kemudian terhidrolisis menjadi gula, asam amino dan Long Chain Fatty

Acid (LCFA). Karbohidrat dan protein selanjutnya mengalami fermentasi menjadi berbagai

macam volatile organic acid (asam propionate, butirat dan valerat) dan gas hydrogen,

sedangkan LCFA teroksidasi menjadi asam asetat dan gas hydrogen (acidogenesis). Volatil

organic acid kemudian terkonfersi menjadi asam asetat dan gas hydrogen pada tahap

acetogenesis. Gas methana diproduksi melalu dua cara: pembelahan senyawa asam asetat

5

(aceticlastic methanogenesis) dan reduksi karbon dioksida oleh hydrogen (hydrogenotrophic

methanogenesis).

Gambar3. Tahapan Proses AD ( IWA 2002)

AD merupakan merupakan proses penguraian bahan-bahan organik secara biologis di

mana bahan-bahan tersebut diubah menjadi senyawa yang lebih sederhana dalam kondisi

anaerob dengan bantuan mikroorganisme yang berupa bakteri. Satu tahapan proses AD dapat

dilakukan lebih dari satu jenis bakteri. Bakteri yang bekerja dalam proses anaerob sangat

banyak macamnya dan satu sama yang lain saling bekerja sama untuk menghasilkan produk

akhir berupa methana. Mikroorganisme yang saling bekerja sama tersebut kemudian sering

disebut konsorsium mikroorganisme. Kondisi lingkungan yang optimal bagi masing-masing

bakteri berbeda sehingga apabila proses AD dilakukan dalam satu stage kondisi tersebut

harus bisa diterima oleh seluruh bakteri konsorsium.

Tahap hydrolisis, acidogenesis dan acetogenesis bekerja optimal pada kondisi asam,

sementara kondisi methanogesis bekerja optimal pada kondisi sedikit basa. Bakteri

methanogesis akan mati pada pH dibawah 4,5, tetapi pada pH tersebut proses hydrolisis

bekerja dengan optimal (Sarada dan Joseph, 1996). Karena alasan tersebut untuk

mengoptimalkan proses dipakailah dua stage. Proses dua stage juga punya keunggulan dalam

proses kontrol karena persoalan-persoalan yang sering muncul dalam kedua stage itu

6

berbeda. Penggunan proses dua stage mempermudah proses kontrol dan investigasi apabila

timbul suatu masalah dalam proses AD (IWA 2002).

Dalam proses dua stage, proses hydrolysis dipercepat karena stage pertama beroperasi

pada kondisi asam. Stage ini juga dapat dipakai untuk memperbesar perolehan gas hydrogen

sampai dengan 52% dengan cara memanipulasi inokulum yang dipakai dan kondisi operasi

(Hanqing 2003). Sedangkan kinerja stage kedua dapat ditingkatkan dengan cara

menggunakan reactor UASB. UASB pada dasarnya merupakan fluidized reactor dengan

bahan terfluidakan berupa sludge mikroorganisme yang berbentuk granular (Sponza 2001).

Reaktor ini hanya dapat beroperasi dengan substrate berupa cairan sehingga proses

penguraian sampah kota tidak dapat menggunakan jenis reaktor ini jika menggunakan reaktor

satu stage. Reaktor UASB bisa diaplikasikan dalam pengurain sampah kota pada tahapan

methanogenesis (stage kedua) dengan cara padatan dan cairan dipisahkan setelah keluar

reaktor stage pertama.

Komposisi biogas biasanya pada reaktor stage tunggal sekitar 60% methana, 30% carbon

dioksida dan beberapa ppm hydrogen (salafudin 2007). Konposisi methana dapat diperbesar

dengan cara kondisi operasi dijalankan dalam tekanan tinggi (30 Psig) dan dengan selalu

mensirkulasi cairan dalam reaktor ke leaching thank yang bertekanan atmosfer untuk

melepaskan karbon dioksida (US Patent 4722741, 1988). Teknologi ini kurang berkembang

karena sirkulasi yang mengkonsumsi banyak energi dilakukan hanya semata-mata untuk

melepaskan karbon dioksida yang mempunyai kelarutan sangat kecil dalam tekanan atmosfer

dan besar pada tekanan tinggi. Sementara saat itu konsumen tidak memerlukan biogas dengan

kemurnian tinggi.

Perkembangan teknologi biogas saat ini adalah produsen diharapkan menghasilkan biogas

dengan kemurnian tinggi. Kemurnian yang tinggi diperlukan karena biogas dari produsen

akan dialirkan dalam sistem pemipaan sebelum dipakai untuk SNG maupun untuk dikonversi

ke listrik dengan generator yang berkapasitas besar dan mempunyai effisiensi yang tinggi.

Bila teknologi dari patent tersebut dimodifikasi untuk diterapkan pada reaktor UASB maka

sirkulasi yang selalu dilakukan dalam reaktor UASB juga bisa dipakai sebagai pemurnian

methana dari karbon dioksida.

7

3. Metode Penelitian 3.1 Perumusan Masalah

Masalah yang akan diteliti adalah peningkatan kinerja teknologi AD dalam menghasilkan

gas metana dan hidrogen dengan menggunakan sampah kota sebagai substrat. Tahapan proses

tersebut adalah penggilingan, pemisahan sampah kota, dan pengolahan biosampah menjadi

biogas ( hidrogen dan metana ), pupuk padat, dan pupuk cair.

Pemisahan sampah kota dilakukan mengunakan hydro-pulper. Hydro-pulper yang

dioperasikan secara batch memerlukan modifikasi pada proses unloading-nya karena

konsentrasi plastik sampah kota di Indonesia sangat besar dibandingkan di Eropa dan

komposisinya juga selalu berubah. Proses unloading-nya akan menggunakan teknik floating

outlet sebagai mana biasa dipakai pada Sequence Batch Reactor (SBR). Batch Hydro-pulper

dengan floating outlet diharapkan dapat dipakai untuk memisahkan sampah kota di Indonesia.

Data yang akan diambil pada proses pemisahan ini adalah komposisi awal sampah kota,

produk bawah pertama (batu-batuan), produk bawah kedua (plastik), dan produk atas ( slurry

sampah organik). Variabel-variabel yang dipelajari adalah loading rate, kecepatan dan waktu

pengadukan, panjang pipa floating outlet.

Tangki hydrolysis yang bekerja secara kontinyu berupa reaktor alir tangki berpengaduk

mencerna sampah organik secara isothermal. Investigasi kinerja tangki hidrolisis dilakukan

dengan cara mengumpulkan data-data: LCA, VFA, Total Ammonium Nitrogen (TAN),

Volatile Solid (VS), kandungan hydrogen pada biogas. Variabel yang dipelajari adalah

organic loading rate, waktu tinggal dan temperatur operasi.

Slurry keluar tangki hydrolysis dipisahkan padatan dan filtratnya. Padatan hasil

pemisahan dijadikan pupuk pertanian sedangkan filtrat diproses lebih lanjut dalam tangki

methanogenesis. Data-data yang dikumpulkan untuk mengukur kinerja tangki

methanogenesis ini adalah : VFA, TAN, VS, komposisi biogas. Variabel-variabel yang

dipelajari adalah organic loading rate, Retention time dan Tekanan operasi.

Tenaga pelaksana dalam penelitian ini meliputi: 1 orang ahli dengan latar belakang teknik

lingkungan, 1 orang ahli dengan latar belakang teknik kimia yang mempunyai pengalaman

melakukan riset tentang biogas di Jerman, 1 orang ahli teknik mesin, 1 orang teknisi, 1 orang

pembantu pelaksana.

Diagr

GambarHidrogen

ram Fishbon

r 4. Diagramn dalam Peng

ne untuk perm

m Fishbonegolahan Sam

masalahan in

e untuk Permpah Kota

ni dapat dilih

rmasalahan

hat pada gam

Peningkatan

mbar berikut

n Perolehan

t:

Metana da

8

an

9

3.2 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah:

1. Pemanfaatan teknologi AD untuk mengolah sampah kota Indonesia

2. Teknologi AD dua stage mampu menghasilkan gas hydrogen pada stage pertama dan

gas methana pada stage kedua dengan konsentrasi yang tinggi.

3.3 Metodologi Penelitian ini akan dilaksanakan dilingkungan ITENAS, Bandung. Investigasi unit

pemisahan dan unit proses dilakukan secara paralel dengan alasan untuk mempercepat waktu

penelitian. Pada saat unit proses menjalani tahapan start-up umpan slurry sampah organik

yang digunakan merupakan hasil pemisahan secara manual karena pada saat bersamaan

dilakukan investigasi kinerja unit pemisahan, hydropulper. Setelah kondisi operasi terbaik

dari hydropulper ditemukan unit proses mendapatkan umpan dari hydropulper.

Penentuan komposisi sampah kota dilakukan secara gravimetri dan dilakukan setiap hari

sekali untuk mengetahui profile komposisi sampah kota tiap saat. Produksi biogas yang

dihasilkan tangki hydrolisis, methanogensis dan pelepas CO2 diukur setiap hari dengan alat

wet-test meter.

Sampel dari input-output tangki hydrolisis, methanogenesis dan komposisi biogas diambil

setiap variabel penelitian. Perubahan variabel penelitian dilakukan setelah sistem stabil yang

ditandai dengan konstannya produksi biogas harian. Sampel slurry dan cair disimpan di

dalam refrigerator dan baru dianalisis pada akhir investigasi dengan High Performance

Liquid Chromatography (HPLC) untuk mengetahui kandungan LCFA, VFA, dan dengan UV

spektrophotometri untuk mengetahui kandungan TAN serta dengan gravimetri untuk

mengetahui VS. Sampel biogas dianalisis komposisinya dengan Gas Chromatography (GC)

setiap akan mengganti variabel penelitian.

Analisis LCFA, VFA, komposisi bio-gas diperlukan untuk mengetahui kinerja masing-

masing tahap hydrolisis, acidogenesis, acetogenesis dan methanogenesis. Analisis VS

diperlukan untuk mengukur efektifitas proses biogas secara keseluruhan dalam menguraikan

komponen VS yang terdapat dalam sampah kota. Kandungan TAN perlu dipantau karena

kandungan TAN yang tinggi sering meracuni tahap methanogenesis.

10

3.4 Rancangan Penelitian Rancangan riset pengolahan sampah kota Indonesia ini terdiri dari tiga tahapan: unit

pemisahan, hydrolysis dan methanogenesis.

Unit pemisahan menggunakan hydro-pulper yang dioperasikan secara batch. Pemilihan

pengoperasihan secara batch karena:

1. Kebiasan pada industri pengolahan limbah bahwa loading reaktor dilakukan sehari

sekali.

2. Pengoperasihan secara batch memungkinkan hydro-pulper memisahkan sampah kota

menjadi tiga komponen: sampah-bio, plastik dan bebatuan.

3. Pengoperasian secara batch membuat hydro-pulper memungkinkan dioperasikan

dengan umpan yang mempunyai perbedaan komposisi yang tinggi.

Urutan pengoperasian hydro-pulper yaitu: sampah kota yang telah digiling dengan screw

conveyor dicampur dengan air kemudian diaduk dengan rpm yang tinggi. Pengadukan yang

tinggi membuat bio-sampah terlarut dalam air sementara bebatuan dan logam akan

mengendap dibawah dan masuk kedalam pipa vertikal dengan kondisi valve bawah tertutup

dan valve atas terbuka. Setelah proses pengadukan selesai valve atas pada pipa vertikal

ditutup dan valve bawah dibuka untuk mengeluarkan bebatuan dan logam. Setelah proses

pengadukan dihentikan komponen ringan (plastik) akan melampung keatas permukaan

sedangkan bio-sampah tercampur dengan air akan tetap di lapisan bawah. Dengan floating

outlet lapisan bawah cairan dapat merupakan slurry bio-sampah dapat dipompakan ketangki

hydrolisis. Setelah cairan bio-sampah dialirkan semua ke tangki hydrolisis, pompa dimatikan

sehingga yang tertinggal di dalam hydro-pulper hanya air dan plastik yang selanjutnya

dikeluarkan lewat bawah. Plastik yang diperoleh dapat dari unit pengolahan ini dapat di-

recycle di pabrik molding.

Bahan kontruksi yang dipakai untuk hydropulper ini dipilih dari fiber karena dipasarkan

terdapat bahan dari fiber yang biasa dipakai untuk tower air yang dapat dimodifikasi sebagi

hidropulper. Penggunaan bahan fiber diharapkan dapat memperkecil biaya tapi tetap dapat

bekerja sebagaimana yang diharapkan. Pada skala besar bahan konstruksi hydropulper yang

biasa dipakai adalah stainless steel sedangkan konstruksi yang termurah dibuat dari beton.

Proses pengolahan bio-sampah menjadi bio-gas dapat diekspresikan dalam persamaan

kimia sebagai berikut:

11

Tahap Hydrolysis

(C6H12O6 )n n C6H12O6 polisakarida n monosakarida Tahap Acidogenesis dan acetogenesis C6H12O6 + 2H2O 2CH3(CH2)2COO- + 2 HCO3- + 3 H++ 2H2 butirat 2CH3 (CH2)2 COO- + 8H2O 2CH3 COO- + 12 H2 + 4 CO2 asetat Tahap Methanogenesis CH3 COO- + H+ CH4 + CO2 (aceticlastic methanogenesis) 4 H2 + CO2 CH4 + 2H2O (hydrogenotrophic methanogenesis)

Pada AD stage tunggal semua tahapan di atas terjadi secara simultan dalam sebuah

reaktor sehingga hasil gas adalah methana, karbon dioksida dan beberapa impurity yang lain.

Kandungan gas hydrogen dalam bio-gas biasanya hanya skala beberapa ppm karena kondisi

operasi dalam reaktor stage tunggal sangat cocok dipakai oleh bakteri hydrogenotrophic

methanogenesis untuk berkembang biak dengan baik. Berkembangnya bakteri

hydrogenotrophic methanogenesis akan mengkonsumsi seluruh gas hydrogen yang dihasilkan

dalam tahap acidogenesis dan acetogenesis.

Enhance produksi hydrogen dalam pengolahan sampah kota hanya bisa dilakukan dengan

cara memisahkan bakteri hydrogenotrophic methanogenesis dengan hydrogen sebagai

substratnya. Pemisahan ini dilakukan dengan memproses bio-sampah proses dalam dua

reaktor yang disusun secara serial dengan kondisi operasi yang berbeda sesuai dengan kondisi

ideal masing-masing. Bio-sampah di tangki hydrolisis mengalami proses: hydrolisis,

acidogenesis dan acedogenesis. Kondisi ideal untuk proses diatas adalah pada pH sekitar 4.5

di mana ketiga proses diatas mempunya kecepatan reaksi maksimal dan bakteri

methanogenesis mati. Matinya bakteri methanogenisis membuat gas hydrogen terakumulasi

sebagai produk.

Tangki hidrolisis berupa reaktor tangki berpengaduk karena bentuk reaktor inilah yang

paling tepat untuk memproses substrat yang berupa padatan atau slurry. Pengadukan

intermittent dijalankan dengan cara 10 menit pengadukan dan 50 menit tanpa pengadukan.

Pengadukan intermittent dilakukan untuk menghindari rusaknya bakteri yang berbentuk

granular. 10 menit pengadukan dan 50 menit dipilih berdasarkan pengalaman pengolahan

bio-sampah dengan proses sejenis di kota Munich, Jerman.

Bahan konstruksi dari tangki hydrolisis yang dipilih untuk proyek pilot ini adalah beton

karena paling murah. Reaktor pengolahan sampah kota di Munich terbuat dari stainless steel

12

sementara reaktor biogas ditingkat petani terbuat dari beton. Reaktor berbahan baku beton

telah terbukti mampu bertahan sampai belasan tahun.

Bio-sampah kota yang telah diproses dalam tangki hydrolisis dipisahkan dalam filter.

Filterpress merupakan jenis filter yang paling cocok untuk skala pilot projek. Padatan hasil

filter dapat dipakai sebagai pupuk pertanian walaupun untuk mendapatkan pupuk yang

berkualitas sangat baik padatan harus diproses lebih lanjut dengan proses kompos yang

bekerja secara aerobik.

Filtrat dari proses filtrasi dimasukkan ke tangki methanogenesis. Bakteri methanogenesis

yang berbentuk granular dan terfluidakan oleh aliran fluida tangki tersebut akan mencernanya

menjadi methana dan karbon dioksida. Reaktor methanogenesis berupa UASB yang

memerlukan sirkulasi cairan dalam reaktor untuk menciptakan aliran fluida yang dapat

membuat bakteri yang telah berupa granular terfludiakan merata kesemua bagian reaktor.

Dalam penelitian ini sirkulasi cairan juga dimanfaatkan untuk memisahkan gas methana

dengan karbon dioksida. Gas methana mempunyai kelarutan yang sama baik dalam cairan

bertekanan atmosfer maupun tinggi sedangkan karbon dioksida mempunyai kelarutan yang

jauh lebih tinggi bila ditempatkan dalam sistem bertekanan tinggi. Dengan mengoperasikan

tangki methanogenesis di atas tekanan atmosfer dan tangki pelepasan karbon dioksida

bertekanan atmosfer gas methana dan karbon dioksida diharapkan dapat dipisahkan dengan

baik.

Dua jenis bakteri methanogesis selalu ada dalam reaktor stage tunggal tetapi dalam

reaktor dua stage, pada reaktor methanogesis hanya bakteri aceticlastic methanogenesis yang

berkembang dengan baik. Bakteri hydrogenotrophic methanogenesis tidak dapat berkembang

karena substrat yang masuk reaktor methanogenis tidak mengandung cukup gas hydrogen.

Cairan keluar dari proses methanogenesis dapat dipakai sebagai pupuk cair karena

mempunyai kandungan N/C yang tinggi.

Tangki methanogenesis dan tangki pelepasan karbon dioksida direncanakan dibuat dari

besi baja karena akan dioperasikan dalam tekanan tinggi.

13

Gambar 5. Diagram Alir Rancangan Riset Enhance Methane dan Hydrogen Crop Dalam

Pengolahan Sampah Kota dengan Teknologi Anaerobic Digestion

3.5 Hasil yang Diharapkan dan Rencana Publikasi Hasil yang Diharapkan

Hasil yang diharapkan dalam penelitian ini adalah:

1. Pengolahan sampah kota dapat dilakukan dengan hasil berupa energi listrik yang

berasal dari biogas, pupuk padat, pupuk cair dan plastik yang dapat di-recycle.

2. Tangki hydrolisis dapat dipakai untuk menghasilkan gas hydrogen

3. Tangki methanogenesis dan tangki pelepasan CO2 secara bersama-sama dapat dipakai

untuk memisahkan gas methane dan karbon dioksida.

4. Hasil penelitihan ini dapat memberi inspirasi pihak-pihak terkait untuk mengelola

sampah kota dan bio-sampah yang lain dengan teknologi yang ramah lingkungan

Rencana Publikasi

Karena adanya beberapa hal yang benar-benar baru dalam penelitihan yaitu:

1. Modifikasi UASB yang dioperasikan pada tekanan tinggi dengan hasil methana

berkonsentrasi tinggi.

2. Secara keseluruhan design proses AD yang cocok untuk karakteristik sampah kota

Indonesia.

Dengan modal beberapa originalitas diatas maka diharapkan minimal hasil penelitian

ini dapat dipublikasikan dalam seminar Internasional atau Jurnal Nasional Terakreditasi

14

4. Biaya dan Jadwal Penelitian 4.1 Anggaran Biaya Biaya yang dibutuhkan untuk melaksanakan penelitian ini dapat dilihat pada tabel

berikut:

Jenis Pengeluaran Biaya yang Diusulkan (Rp)

Tahun I Tahun II Gaji dan Upah Gaji Peneliti Utama Rp 1.800.000,00 Rp 1.800.000,00 Gaji Peneliti Anggota Rp 1.200.000,00 Rp 1.200.000,00 Bahan Habis Pakai dan Peralatan Pembuatan Reaktor Hidrolisis Rp 5.000.000,00 Rp 15.000.000,00 Pembuatan Reaktor Methanogenesis Rp 10.000.000,00 Rp 30.000.000,00 Pembuatan Acumulator Rp 5.000.000,00 Rp 15.000.000,00 Analisis Analisis kadar hidrogen @ Rp.200.000,- Rp 9.000.000,00 Rp 3.000.000,00 Analisis kadar Methana @ Rp.200.000,- Rp 9.000.000,00 Rp 3.000.000,00 Analisis kadar VS @ Rp.15.000,- Rp 1.800.000,00 Rp 500.000,00 Analisis kadar COD @ Rp.50.000,- Rp 6.000.000,00 Rp 1.500.000,00 Perjalanan Pengambilan Sample dan Pembelian Peralatan Rp 6.600.000,00 Rp 1.500.000,00 Lain-Lain (Publikasi dan Laporan) ATK Penyusunan Laporan Rp 500.000,00 Rp 500.000,00 Publikasi Rp 1.500.000,00 Rp 1.500.000,00 Jumlah Rp 57.400.000,00 Rp 74.500.000,00

15

4.2 Jadwal Penelitian

No. Kegiatan Tahun ke-1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1

Perancangan dan pembuatan alat penelitian skala laboratorium

2 Start-up unit proses skala laboratorium

3 Pengambilan data skala laboratorium

4

Perancangan dan pembuatan alat penelitian skala pilot

5 Start-up unit proses skala pilot

6 Pengambilan data skala pilot

7 Pengolahan data dan penyusunan laporan

8 Publikasi dan Pelaporan

No. Kegiatan Tahunke2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1

Perancangan dan pembuatan alat penelitian skala laboratorium

2 Start-up unit proses skala laboratorium

3 Pengambilan data skala laboratorium

4

Perancangan dan pembuatan alat penelitian skala pilot

5 Start-up unit proses skala pilot

6 Pengambilan data skala pilot

7 Pengolahan data dan penyusunan laporan

8 Publikasi dan Pelaporan

16

5. Daftar Pustaka 1. Bonmati, A.: Study of thermal hydrolysis as a pretreatment to mesophilic anaerobic

digestion of pig slurry. Water Science and Technology. IWA Publishing 2001; 44 :No

4. 109116

2. Burgel, V. M: Bio-gas and others in natural gas operation (Bongo) a project under

development. 23rd World Gas Conference, Amsterdam 2006.

3. Foresti, E., Zaiat, M., Vallero, M.: Anaerobic processes as the core technology for

sustainable domestic wastewater treatment: consolidated applications, new trends,

perspectives, and challenges. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology

2006; 5:319

4. Gopel, T., Janik, H.: Die Bioabfall-Vergrungsanlage Brunnthal/Kirchstockack. Eine

Anlage mit Modellcharakter, 2006

5. Hanqing, Y: Hydrogen production from rice winery wastewater by using a

continuously-stirred reactor. Journal of Chemical Engineering of Japan, Vol.36,No10,

pp.1147-1151,2003

6. http://www.uasb.org/discover/uasb-animation.htm

7. Iwa 2002. : Anaerobic digestion model No. I (ADM1), International Water

Association Scientific and Technical Report No. 13, IWA publishing, London, UK

8. McKinney, R. E.: Environmental pollution control microbiology. Copyright 2004 by

Marcel Dekker

9. Olutoye. M. A.: Design of a manually operated paper-recycling machine. Leonardo

Electronic Journal of Practices and Technologies July-December 2005;7

10. Salafudin : Effect of ammonia nitrogen on liquid manure digestion. Master thesis,

Munich, 2007

11. Sponza, D. T.: Performance of up-flow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor

treating wasterwaters containing carbon tetra-chloride. World Journal of

Microbiology and Biotechnology, Biomedical and Life Sciences December 2001;17:

7.

12. US Patent 4722741: Production of high methane content production by two phase

anaerobic digestion, 1988