-
Venilia Vania 3312 100 033
1.1 Analisis Tempat Pengolahan Sampah Terpadu (TPST)
Timbulan sampah akan selalu meningkat seiring dengan peningkatan
jumlah
penduduk. TPST akan direncanakan untuk dapat melayani per
sepuluh ribu penduduk.
Diagram alir penanganan sampah yang ditangani dengan menggunakan
TPST adalah
sebagai berikut :
Sampah dari sumber masuk area penerimaan TPST untuk kemudian
selanjutnya
dilakukan pemilahan antara sampah makanan dan sampah kebun
(sampah basah) yang
dapat dikomposkan dan sampah kering yang bernilai ekonomi (bahan
lapak) sehingga dari
proses ini akan menyisakan residu yang masuk ke kontainer.
Sampah kering yang
merupakan bahan lapak selanjutnya mengalami pemilahan lebih
lanjut untuk
pengklasifikasian berdasarkan komponennya yaitu komponen sampah
plastik, kertas, kaca,
logam dan kayu untuk selanjutnya dikemas dan disimpan
perkomponen bahan.
Untuk sampah basah yang dapat dikomposkan selanjutnya akan
diolah menjadi
kompos. Metode pengomposan yang digunakan pada TPST adalah
metode open windrow.
Walaupun metode ini memiliki berbagai kekurangan seperti
membutuhkan lahan yang luas
dan berpotensi menimbulkan bau, namun merupakan salah satu
metode pengomposan
yang paling sederhana dan relatif murah dari segi biaya
investasi serta operasi dan
pemeliharaannya sehingga menjadi metode pengomposan yang dipilih
dalam TPST.
1.2 Perhitungan Kesetimbangan Bahan dan Laju Pengolahan (Loading
Rate) di TPST
Tempat pengolahan sampah terpadu (TPST) direncanakan untuk mampu
mengelola
sampah dari 10.000 jiwa yaitu sejumlah 20,4 ton sampah per hari.
TPST direncanakan untuk
dioperasikan 5 hari/minggu dengan waktu kerja 8 jam/hari yang
terdiri dari 7 jam waktu
operasi dan 1 jam waktu istirahat. Total jam operasi adalah 5
jam/hari. Perhitungan loading
rate menggunakan rumus sebagai berikut :
Laju pengolahan, ton/jam =
= (
)
= 4,08 ton/hari = 0,17 ton/jam
-
Venilia Vania 3312 100 033
Sampah dapat
dikomposkan
Sampah
(ton/hari)
Faktor
Daur
Ulang
(%)
Bahan daur
ulang
(ton/hari)
Residu
(ton/hari)
Sampah
makanan 12,44 90% 11,19 1,24
Sampah kebun 3,55 90% 3,20 0,36
Sampah tidak
dapat
dikomposkan
Kertas 3,44 5% 0,17 3,27
Plastik 0,00 14% 0,00 0,00
Kain 0,12 0% 0,00 0,12
Karet 0,11 0% 0,00 0,11
Kayu 0,01 0% 0,00 0,01
Gelas/kaca 0,17 60% 0,10 0,07
Logam 0,37 70% 0,26 0,11
Sampah B3 0,23 0% 0,00 0,23
Total 20,45 14,92 5,52
Tabel 1. Perhitungan Kesetimbangan Bahan di TPST
-
Venilia Vania 3312 100 033
sampah
20,45 tonpemilahan
residu
5,52 ton
Sampah makanan
11,9 ton
Sampah kebun
3,20 ton
Lapak Kertas
0,17 ton
Lapak plastik
0,0004 ton
Lapak Karet
0,00 ton
Lapak kayu
0,00 ton
Lapak Kaca
0,10 ton
Lapak Logam
0,26 ton
Lapak B3
0,00 ton
Lapak Kain
0,00 ton
Sampah
dapat dikomposkan
Gambar 1. Kesetimbangan Bahan Di TPST
-
Venilia Vania 3312 100 033
Operasi
Laju
Pengelolaan
(ton/hari)
Loading
Rate
(ton/jam)
Loading rate
faktor
keamanan
10% (ton/jam)
Area Penerimaan 20,45 0,17 0,19
Pemilahan Sampah
dikomposkan dan sampah
tidak dikomposkan dapat
didaur ulang (manual) 20,45 0,17 0,19
Pencacahan sampah basah
yang dikomposkan 14,39 0,12 0,13
Pengolahan Kompos 14,39 0,12 0,13
Pematangan, pengayakan,
dan pengemasan kompos 4,32 0,04 0,04
Pemilahan per komponen
barang lapak (manual) 0,53 0,004 0,005
Pengemasan barang lapak 0,53 0,004 0,005
Tabel 1. Perhitungan Laju Pengolahan pada Proses Operasi
TPST
1.3 Unit Operasi Penerimaan Sampah
Area ini merupakan area awal untuk menerima sampah yang masuk
TPST. Pada area ini kendaraan pengumpul/pengangkut sampah
mencurahkan sampahnya. Kriteria desain yang ditetapkan untuk area
ini :
Tinggi timbunan = 1 m
Berat jenis sampah = 160,95 kg/m3
Untuk mengantisipasi beban puncak, maka area penerimaan
dirancang dengan faktor keamanan 1,5
Kebutuhan luas area penerimaan :
Laju pengolahan untuk area penerimaan 0,19 ton/jam, dengan
penjadwalan operasi pengumpulan 4 kali/perhari, maka dibutuhkan
area penerima dengan kapasitas tampung (0,19 ton/jam x 7 jam)/4 =
0,33 ton sampah atau 2,05 m3
sampah, maka kebutuhan area untuk penerimaan adalah :
Luas area penerimaan =
= 3 m2
Kegiatan yang terjadi pada unit operasi ini adalah alat
pengumpul sampah mencurahkan sampahnya pada area ini, sampah dibuat
tumpukan setinggi maksimal 1 m. Sampah selanjutnya dipiliha untuk
mendapatkan bahan sampah yang dapat dikomposkan dan bahan lapak
dari sampah yang tidak dapat dikomposkan.
1.4 Unit Operasi Pemilahan
Proses pemilahan dilakuakn secara manual dengan tujuan
memperoleh bahan sampah yang dapat dikomposkan dan bahan sampah
yang tidak dapat dikomposkan yang merupakan bahan lapak. Kecepatan
pemilahan tangan adalah 1.000 lb/orang.jam (Vesilind dkk, 2002)
sedangkan berdasarkan Tchobanoglous dkk. untuk sampah terpilah yang
tercampur antara sampah tumah tangga dan sampah dari wilayah
komersial adalah 0,3-0,4 ton/orang.hari dengan nilai tipikal 2,5
ton/orang.hari. Kecepatan pemilahan untuk TPST direncanakan 0,5
ton/orang.hari atau 71 kg/orang.jam. Dengan loading rate pemilahan
0,19
-
Venilia Vania 3312 100 033
ton/jam, maka perhitungan kebutuhan tenaga kerja dan luas area
pemilahan adalah sebagai berikut :
Kebutuhan tenaga kerja =
= 9,12 orang 9 orang
Kebutuhan luas area pemilahan : Direncanakan ruang kerja tiap
pemilah 1 m2. Setiap pekerja dilengkapi 2 keranjang berukuran 0,5 m
x 0,5 m untuk menampung sampah yang dapat dikomposkan dan sampah
yang tidak dapat dikomposkan.
Luas area kerja = 1m2/orang x 9 orang = 9 m2 Luas area keranjang
= 2 unit/orang x 9 orang x (0,5 x 0,5) m2/unit =
4,5 m2. Total kebutuhan luas area pemilahan adalah = 9 m2 + 4,5
m2 = 13,5 m2
Kegiatan yang terjadi pada unit operasi adalah pekerja memilah
sampah yang dapat dikomposkan dan sampah yang merupakan bahan
lapak. Sisa dari kegiatan ini merupakan residu yang akan dimasukkan
ke kontainer.
1.5 Unit Operasi Pencacahan Sampah Dapat Dikomposkan
Pencacahan dilakukan secara mekanik dengan bantuan sarana mesin
pencacah terhadap sampah basah yang dapat dikomposkan. Laju
pengolahan pada unit ini 0,13 ton/jam. Kriteria desain yang
digunakan adalah :
Kapasitas mesin pencacah = 600 800 kg/jam Dimensi (p x l x t) =
1,5 m x 1 m x 1,5 m
Sehingga kebutuhan untuk unit proses ini adalah sebagai berikut
:
Kebutuhan jumlah mesin pencacah =
= 0,2 mesin 1 mesin
Kebutuhan luas area penempatan mesin pencacah = 1 x 1,5 m x 1 m
= 1,5 m2
Pencacahan akan dilakukan tiga kali sehari dengan waktu
pencacahan setiap sesi 1 jam, sehingga diperlukan area penampungan
sampah yang dapat dikomposkan yang akan dicacah sebelum dilakuakn
pencacahan dengan kapasitas tampung (0,13 ton/jam x 7 jam)/3 = 0,30
ton sampah yang dapat dikomposkan. Dengan berat jenis sampah 200
kg/m3 maka volume sampah yang dapat dikomposkan yang akan ditampung
adalah 1,5 m3. Maka kebutuhan area untuk penampungan dengan tinggi
tampungan 0,5 m adalah :
Luas area penampungan sampah yang dapat dikomposkan sebelum
dicacah
=
Kegiatan yang terjadi pada unit operasi ini adalah sampah basah
yang akan dikomposkan ditampung terlebih dahulu dalam area
penampungan kemudian dicacah dengan tujuan memperkecil dan
menghomogenkan ukuran sampah yang akan diolah agar proses
pengomposan berlangsung optimal. Pencacahan dilakukan 3 kali
perhari.
1.6 Unit Operasi Pengomposan
Pengomposan dilakuakn dengan open windrow dengan mengadopsi
petunjuk teknis tata cara pengelolaan sampah dengan sistem daur
ulang pada lingkungan (Departemen Permukiman dan Prasarana Wilayah,
2002). Walaupun metode ini memiliki berbagai kekurangan seperti
membutuhkan lahan yang luas dan potensi untuk menimbulkan bau,
namun merupakan salah satu metode pengomposan yang paling sederhana
dan relatif murah sehingga menjadi metode pengomposan yang dipilih
dalam TPST. Adapun laju pengolahan pada unit ini 0,13 ton/jam,
dengan kriteria teknis sebagai berikut :
Berat jenis sampah = 200 kg/m3
-
Venilia Vania 3312 100 033
0,8 m
1 m
1,5 m
Waktu pengomposan = 18 hari Tinggi tumpukan = 1 m Tumpukan
berbentuk trapesium dengan dimensi p x ldasar : 3 x 1,5 m dan lebar
pada
tumpukan atas 0,8 m. Sehingga kapasitas 1 tumpukan adalah 3,45
m3.
Sehingga kebutuhan unit proses ini adalah sebagai berikut :
Gambar 2 Potongan Melintang Tumpukan Bahan Kompos Pada Proses
Pengomposan Sehingga kebutuhan untuk unit proses ini adalah sebagai
berikut :
Kebutuhan luas area pengomposan
Volume sampah dikomposkan perhari =
= 4,55 m3
Jumlah tumpukan perhari =
= 1,3 tumpukan 1 tumpukan Karena periode proses pengomposan
dilaksanakan selama 18 hari, sehingga dibutuhkan 19 cetakan
tumpukan kompos atau lahan seluas 85,5 m2.
Kegiatan yang terjadi pada unit operasi ini adalah sampah basah
yang telah dicacah dikomposkan dengan penambahan bahan penunjang
yang merupakan mikroorganisme tambahan (inokulum). Sampah yang
telah dicacah ditumpuk membentuk trapesium dengan ukuran tumpukan 3
m x 1,5 m x 1 m, dengan lebar pada tumpukan atas 0,8 m. Proses
pengomposan berlangsung kurang lebih 18 hari.
Pada proses pengomposan, lindi dapat terbentuk apabila tumpukan
samaph tidak mampu menahan kandungan air di dalamnya. Perhitungan
lindi yang terbentuk dilakuakn dengan menggunakan kesetimbangan air
pada sampah. Asumsi yang digunakan :
Kadar air sampah basah : 50%-80%, tipikal 70%
Berat jenis sampah : 200 kg/m3
Volume tumpukan : 3,45 m3
Luas tumpukan : 3 m x 1,5 m = 4,5 m2 Maka dapat dihitung sebagai
berikut :
Berat sampah/m2 = (3,45 m3 x 200 kg/m3)/4,5 =153,3 kg/m3
Berat sampah yang dapat dikomposkan = 70% x 690 kg/m2 = 483
kg/m2
Berat sampah yang tidak dapat dikomposkan = (100-70)% x 690
kg/m2 = 207 kg/m2
Berat air dalam tumpukan = infiltasi + berat sampah yang dapat
dikomposkan = 0 + 483 kg/m2 = 483 kg/m2
Perhitungan neraca air pada tahun pertama (belum terbentuk gas)
:
Berat air untuk produksi gas = 0
Berat uap air dalam gas = 0
Berat air dalam tumpukan = 483 kg/m2
Berat kering sampah = 207 kg/m2
Berat rata-rata sampah (W) = 0,5 x (berat kering + berat ar
dalam timbunan) = 0,5 x (483 kg/m2 + 207 kg/m2) = 345 kg/m2 = 759
lb/m2
-
Venilia Vania 3312 100 033
FC = 0,6 0,55 x
= 0,6 0,55 x
= 0,56
Air yang dapat ditahan sampah = FC x berat kering sampah = 0,56
x 483 kg/m2
= 271 kg/m2
Pembentukan lindi = Berat air dalam timbunan berat air yang
dapat ditahan sampah
= 483 kg/m2 271 kg/m2 = 212 kg/m2
Berat jenis lindi = 1300 kg/m3
Debit lindi tiap tumpukan =
=
= 0,73 m3/hari = 8,5.10-6 m3/dtk
Debit lindi seluruh tumpukan = 19 x 8,5.10-6 m3/dtk = 1,6.10-4
m3/dtk
Kebutuhan ruang bak penampung lindi kompos Q lindi = 1,6.10-4
m3/dtk Td = 8 jam Rencana kedalaman bak = 2,5 m Volume bak =
1,6.10-4 m3/dtk x (8x3600) = 4,6 m3 Luas bak = 4,6 m3 / 2,5 m = 1,8
m2
Maka luas penampungan lindi kompos yang dibutuhkan adalah 1,8
m2.
1.7 Unit Operasi Pematangan, Pengayakan, dan Pengemasan
Setelah melalui masa pelapukan, maka akan dilanjutkan dengan
proses pematangan,
yaitu dengan cara membiarkan selama 33 hari. Kompos yang telah
matang kemudian
diayak sehingga diperoleh kompos halus dan kompos kasar kemudian
dikemas sesuai
jenisnya. Laju pengolahan unit ini adalah 0,04 ton/jam
dikarenakan pada proses pelaupkan
terjadi penyusutan berat 70% sampah basah. Kriteria teknis yang
digunakan sebagai
berikut:
Berat jenis kompos : 500 kg/m3
Waktu pematangan : 33 hari
Tinggi tumpukan : 1 m
Tumpukan berbentuk trapesium dengan dimensi p x ldasar : 1,3 x
1,2 m dan
lebar pada tumpukan atas 0,7 m. Sehingga kapasitas 1 tumpukan
adalah 1,24
m3.
-
Venilia Vania 3312 100 033
Gambar 2 Potongan Melintang Tumpukan Bahan Kompos Pada Proses
Pematangan
Kebutuhan Luas Area Pematangan
Volume sampah dimatangkan perhari =
= 0,56 m3
Jumlah tumpukan perhari =
= 0,45 tumpukan 1 tumpukan
Karena periode proses pematangan dilaksanakan selama 33 hari,
sehingga dibutuhkan 33 cetakan tumpukan kompos atau lahan seluas
51,48 m2.
Pengayakan dan Pengemasan
Kapasitas produksi adalah 0,04 ton/jam atau 0,56 m3/hari maka
pengayakan
daat dilakukan secara manual untuk selanjutnya dilakuakn
pengemasan.
Kegiatan yang terjadi pada unit operasi ini adalah kompos
mengalami proses
pematangan. Kompos yang telah matang selanjutnya diayak
sehinghga
diperoleh kompos halus dan kompos kasar. Kompos tersebut
kemudian
dikemas sesuai dengan jenisnya.
1.8 Unit Operasi Penyimpanan Kompos
Kompos yang telah dikemas kemudian disimpan dalam gudang sebelum
dipasarkan. Loading rate pada unit ini 0,04 ton/jam, dengan
kriteria teknis sebagai berikut :
Densitas kompos : 500 kg/m2
Tinggi tumpukan : 2 m
Lama waktu penyimpanan : 7 hari Sehingga kebutuhan untuk unit
proses ini adalah sebagai berikut :
Kebutuhan luas gudang =
x 7 hari
= 1,96 m2 2 m2 Kegiatan yang terjadi pada unit operasi ini
adalah kompos yang telah
dikemas sebelum dipasarkan disimpan di gedung.
1.9 Unit Operasi Pemilahan dan Pengemasan Per Komponen Bahan
Lapak
Pemilahan dilakukan secara manual untuk mengklarifikasikan bahan
lapak
perkomponen yang terdiri dari bahan lapak kertas, plastik, kain,
karet, kayu, kaca ,logam
dan sampah B3. Kecepatan pemilahan tangan berdasarkan Vesilind
dkk, adalah
1.000lb/orang.jam (Vesilind dkk, 2002) sedangkan berdasarkan
Tchobanoglous dkk, untuk
sampah terpilah yang tercampur antara sampah rumah tangga dan
sampah sejenis sampah
rumah tangga adalah 0,4 4 ton/orang.hari dengan nilai tipikal
2,5 ton/orang.hari
-
Venilia Vania 3312 100 033
(Tchobanoglous dkk., 1993). Kecepatan pemilahan untuk
perkomponen bahan lapak di
TPST direncanakan 0,7 ton/orang.hari atau 100 kg/orang.jam. Laju
pengolahan pada unit ini
0,005 ton/jam, maka perhitungan kebutuhan tenaga kerja dan luas
area pemilihan adalah
sebagai berikut:
Kebutuhan tenaga kerja =
= 1,2 orang 1 orang
Kebutuhan luas area pemilahan:
Bahan lapak diterima dari unit pemilahan untuk selanjutnya
dilakukan pemilahan
lebih lanjut perkomponen bahan lapak. Dengan penjadwalan operasi
pemindahan
bahan lapak dari unit pemilahan 7 kali perhari, maka dibutuhkan
area penerima
dengan kapasitas tampung (0,005 ton/jam x 7 jam)/7 = 0,005 ton
sampah. Dengan
berat jenis sampah kering 95,6, maka kapasitas penampungan yang
dibutuhkan
adalah 0,052 m3 sampah, maka kebutuhan area untuk penerimaan
dengan
ketinggian bahan lapak 0,5 m adalah:
Luas area penerimaan =
= 0,156 m2
Kebutuhan luas kerja pemilah:
Direncanakan ruang kerja tiap pemilah adalah 2 m2. Setiap
pekerja dilengkapi 8
keranjang berukuran 0,5m x 0,5m untuk menampung sampah lapak
kertas, plastik,
kain, karet, kayu, kaca,logam, dan sampah B3 hasil pilahan.
- luas area kerja = 2 m2/orang x 1 orang
= 2 m2
- Luas area keranjang = 8 unit/orang x 1 orang x (0,5x0,5)
m2/unit
= 2 m2
- Total kebutuhan luas area pemilahan adalah :
= luas area penerimaan + luas area kerja + luas area
keranjang
= 0,156 m2 + 2 m2 + 2 m2 = 4,156 m2
Kegiatan yang terjadi pada unit operasi ini adalah pekerja bahan
lapak yang
sebelumnya telah dipilah, dipilah kembali berdasarkan
komponennya sehingga
diperoleh bahan lapak plastik, bahan lapak kertas, bahan lapak
kaca, bahan lapak
karet, bahan lapak kayu, bahan lapak kain, bahan lapak B3 dan
bahan lapak
logam.Kemudian masing-masing komponen bahan lapak dikemas
dengan
pemadatan secara manual.
-
Venilia Vania 3312 100 033
Komponen Bahan
Lapak
Komposisi Daur
Ulang (%)
Laju
Pengolahan
ton/jam)
Volume daur
ulang /hari
(m3)
Volume
penyimpanan f
pemadatan
35%, 5 hari
Kebutuhan
luas
penyimpanan
(m2)
Plastik 87% 0,048 4,76 15,46 10,31
Kertas 2,5% 0,001 0,10 0,33 0,22
Logam* 3% 0,002 0,04 0,19 0,13
Kaca* 5% 0,003 0,09 0,47 0,32
Total 0,054 10,98
*) tidak dipadatkan
1.10 Unit Operasi Penyimpanan Bahan Lapak
Penyimpanan dilakukan setelah bahan lapak dikemas dengan
pemadatan
secara manual. Laju pengolahan pada unit ini 0,05 ton/jam.
Kriteria desain yang
digunakan adalah:
- Faktor pemadatan : 35%
- Densitas lapak kertas : 90 kg/m3
- Densitas lapak plastik : 70 kg/m3
- Densitas lapak kaca : 180 kg/m3
- Densitas lapak logam : 250 kg/m3
- Tinggi tumpukan : 1 m
Tabel 3. Perhitugan Kebutuhan Luas Penyimpanan Komponen Bahan
Lapak
Dari hasil perhitungan, maka kebutuhan luas untuk gedung bahan
lapak adalah 11 m2.
1.11 Unit Operasi Pewadahan Residu
Unit ini adalah unit yang menerima residu dari pemilahan
terhadap sampah basah dan sampah kering. Laju pengolahan yag
diterima unit ini 0,157 ton/jam. Kriteria Desain yang digunakan
adalah:
Berat jenis residu pada container : 321 kg/m3
Kapasitas container : 6m3
Ukuran container (p x l) : 2m x 1,5m Sehingga kebutuhan untuk
unit ini adalah sebagai berikut :
Kebutuhan jumlah kontainer =
= 0,55 kontainer 1 kontainer Kebutuhan luas area kontainer = 1
kontainer x 2m x 1,5m = 3 m2
Kegiatan yang terjadi pada unit ini adalah residu hasil
pengelolaan dimasukkan ke
kontainer untuk selanjutnya diangkut ke TPA. Dengan melihat
kapasitas kontainer, maka pengangkutan residu harus dilaksanakan
setiap hari kerja.
-
Venilia Vania 3312 100 033
No. UraianLuas Area
(m2)
Tenaga Kerja
(orang)
1 Area penerimaan 3
2 Pemilahan (manual) 13,5
3 Pencacahan sampah yang dapat dikomposkan
Area penampungan sampah yang dapat dikomposkan 3
Area penyimpanan alat pencacah 1,5
4 Pengolahan kompos 85,5
5 Pematangan, pengayakan dan pengemasan kompos 51,48
6 Penyimpanan kompos 2
7
Pemilahan dan pengemasan per komponen barang
lapak (manual) 4
8 Penyimpanan barang lapak 11
9 Penyimpanan residu (kontainer) 3
10 Kantor 6 2
11 Toilet 3
12 Gudang Peralatan 6
Total 192,98 17
9
5
1
1.12 Sarana Pendukung
Sarana pendukung dalam TPST terdiri dari kantor, toilet dan
gudang perlatan. Luas sarana pendukung yang direncanakan yaitu
:
Kantor = 6m2 (2m x 3m)
Toilet = 3m2
Gudang Peralatan = 6m2
1.13 Rekapitulasi Kebutuhan Luas Area dan Tenaga Kerja di
TPST
-
Venilia Vania 3312 100 033
Area Pengomposan Area Pengomposan Area Pengomposan
Area Pematangan
Kompos
Area Pematangan
Kompos
Toilet Toilet
Gudang
Penyimpanan
Kompos
Kantor
Penyimpanan
Lapak
Residu
Area Pemilahan
Barang Lapak
Parkir kendaraan pengumpul
Area Penerimaan dan
Pemilahan Sampah Yang
Dapat Dikomposkan dan
Sampah Yang Tidak Dapat
Dikomposkan
Area Penampungan Lindi
Mesin PencacahPenampungan
Sampah Basah
Area Pengomposan