Study with the several resources on Docsity
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Prepare for your exams
Study with the several resources on Docsity
Earn points to download
Earn points by helping other students or get them with a premium plan
Community
Ask the community for help and clear up your study doubts
Discover the best universities in your country according to Docsity users
Free resources
Download our free guides on studying techniques, anxiety management strategies, and thesis advice from Docsity tutors
chrmistry plasma wih pltsa cempo
Typology: Thesis
1 / 9
This page cannot be seen from the preview
Don't miss anything!
Pembangkit Listrik Tenaga Sampah (PLTSa) Putri Cempo PLTSa Putri Cempo : Solusi Berkelanjutan untuk Pengolahan Sampah dan Produksi Energi Dosen Pengampu : Teguh Endah Saraswati, M.Sc., Ph.D. Disusun oleh : DEVINDA INTAN RAHMADHANI M PROGRAM STUDI KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2024
I. Latar Belakang Masalah sampah di Kota Solo telah menjadi isu yang semakin mendesak seiring dengan pertumbuhan populasi dan urbanisasi yang pesat. Dengan meningkatnya volume sampah yang dihasilkan, pengelolaan limbah menjadi tantangan besar bagi pemerintah dan masyarakat. Salah satu solusi yang dihadirkan adalah pengolahan sampah di Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Putri Cempo, yang memiliki sejarah panjang sebagai lokasi pengelolaan sampah di Solo. TPA ini tidak hanya berfungsi sebagai tempat pembuangan, tetapi juga berpotensi untuk diolah menjadi sumber energi terbarukan. Urgensi pengolahan sampah menjadi energi sangat penting, mengingat kebutuhan akan sumber energi yang berkelanjutan dan ramah lingkungan semakin meningkat. Dengan memanfaatkan sampah sebagai bahan baku energi, kita tidak hanya dapat mengurangi volume limbah yang mencemari lingkungan, tetapi juga berkontribusi pada upaya pengurangan ketergantungan terhadap sumber energi fosil. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengeksplorasi lebih dalam mengenai pengelolaan sampah di Solo, sejarah TPA Putri Cempo, serta potensi pengolahan sampah menjadi energi sebagai solusi yang berkelanjutan. TPA Putri Cempo, yang terletak di Kota Solo, memiliki sejarah yang panjang dalam pengelolaan sampah di daerah tersebut. Didirikan pada tahun 1990, TPA ini awalnya dibangun untuk menampung limbah padat yang dihasilkan oleh masyarakat Solo dan sekitarnya. Seiring berjalannya waktu, TPA Putri Cempo mengalami berbagai perkembangan dan perubahan dalam metode pengelolaannya. Pada awalnya, TPA ini menggunakan sistem pembuangan terbuka yang berpotensi menimbulkan masalah lingkungan, seperti pencemaran tanah dan air. Namun, seiring dengan meningkatnya kesadaran akan pentingnya pengelolaan limbah yang ramah lingkungan, pemerintah kota mulai menerapkan teknologi dan metode yang lebih modern, termasuk pemilahan sampah dan pengolahan limbah menjadi energi. TPA Putri Cempo kini tidak hanya berfungsi sebagai tempat pembuangan akhir, tetapi juga sebagai pusat inovasi dalam pengelolaan sampah, dengan berbagai program yang bertujuan untuk mengurangi dampak negatif terhadap lingkungan dan meningkatkan kualitas hidup masyarakat. Sejarah TPA Putri Cempo mencerminkan perjalanan Kota Solo dalam menghadapi tantangan pengelolaan sampah dan upaya untuk menciptakan lingkungan yang lebih bersih dan berkelanjutan. Urgensi pengolahan sampah menjadi energi semakin meningkat seiring dengan tantangan global dalam menghadapi krisis lingkungan dan kebutuhan akan sumber energi yang berkelanjutan. Dengan volume sampah yang terus bertambah akibat pertumbuhan populasi dan urbanisasi, pengelolaan limbah yang efektif menjadi sangat penting untuk mencegah pencemaran dan dampak negatif terhadap kesehatan masyarakat. Mengubah sampah menjadi energi tidak hanya membantu mengurangi jumlah limbah yang masuk ke tempat pembuangan akhir, tetapi juga memberikan alternatif sumber energi yang ramah lingkungan. Proses ini dapat mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil, yang semakin menipis dan berkontribusi pada perubahan iklim. Selain itu, pengolahan sampah menjadi energi dapat menciptakan lapangan kerja baru dan mendorong inovasi dalam teknologi pengelolaan limbah. Dengan demikian, pengolahan sampah menjadi energi bukan hanya solusi untuk masalah limbah, tetapi juga langkah strategis menuju pembangunan berkelanjutan dan peningkatan kualitas hidup masyarakat.
konstruksi atau material untuk pengisian tanah. Selain itu, limbah yang tidak dapat didaur ulang akan ditempatkan dalam area khusus yang aman, dengan pengawasan ketat untuk mencegah pencemaran lingkungan. Dengan pendekatan ini, TPA Putri Cempo tidak hanya mengurangi dampak negatif dari limbah hasil pembakaran, tetapi juga berupaya untuk memaksimalkan pemanfaatan sumber daya dan menjaga keseimbangan ekosistem di sekitarnya. 2.1 Teknologi Pengolahan Sampah di PLTSA Putri Cempo PLTSA (Pembangkit Listrik Tenaga Sampah) Putri Cempo menerapkan teknologi pengolahan sampah yang canggih dan terintegrasi, yang terdiri dari beberapa tahapan proses untuk memastikan pengelolaan limbah yang efisien dan ramah lingkungan. Berikut adalah penjelasan lebih mendalam mengenai setiap tahapan dalam proses pengolahan sampah di PLTSA Putri Cempo. a) Sistem Pemilahan Sampah Proses pengolahan sampah di PLTSA Putri Cempo dimulai dengan sistem pemilahan sampah yang efektif. Pada tahap ini, dilakukan pemilahan awal untuk memisahkan sampah organik dan anorganik. Penggunaan conveyor belt dan peralatan mekanis memudahkan proses pemindahan dan pemisahan sampah, sehingga meningkatkan efisiensi kerja. Selain itu, pemisahan logam dilakukan menggunakan magnetic separator, yang secara otomatis memisahkan bahan logam dari limbah lainnya. Pemilahan ini juga mencakup identifikasi dan pemisahan sampah yang dapat didaur ulang, seperti plastik, kertas, dan logam, sehingga dapat dimanfaatkan kembali dan mengurangi volume sampah yang masuk ke proses selanjutnya. b) Teknologi Insinerasi (Pembakaran) Setelah proses pemilahan, sampah yang tidak dapat didaur ulang akan masuk ke tahap insinerasi. PLTSA Putri Cempo menggunakan teknologi insinerator modern yang mampu membakar sampah pada suhu tinggi antara 850-1000°C. Dengan kapasitas pembakaran sekitar 450 ton sampah per hari, sistem pembakaran bertingkat ini dirancang untuk mencapai efisiensi maksimal, memastikan bahwa limbah dibakar secara menyeluruh dan mengurangi residu yang dihasilkan. Proses ini tidak hanya mengurangi volume sampah, tetapi juga menghasilkan energi yang dapat dimanfaatkan. c) Sistem Pengolahan Gas Hasil pembakaran sampah menghasilkan gas yang perlu diolah untuk mengurangi dampak lingkungan. PLTSA Putri Cempo dilengkapi dengan sistem pengolahan gas yang canggih, termasuk scrubber untuk mengolah gas hasil pembakaran. Sistem filter digunakan untuk mengurangi emisi berbahaya, sementara cyclone separator berfungsi untuk memisahkan partikel- partikel yang mungkin terbawa dalam gas. Teknologi pengendali polusi udara ini sangat penting untuk memastikan bahwa emisi yang dihasilkan memenuhi standar lingkungan yang ditetapkan. d) Konversi Energi Salah satu tujuan utama dari PLTSA Putri Cempo adalah konversi energi dari limbah. Panas yang dihasilkan dari proses pembakaran digunakan untuk menghasilkan uap, yang
kemudian digunakan untuk menggerakkan turbin uap dan menghasilkan listrik. Dengan kapasitas pembangkit listrik sekitar 3 MW, PLTSA ini berkontribusi pada penyediaan energi terbarukan. Sistem cooling tower juga diterapkan untuk pendinginan, memastikan bahwa proses konversi energi berjalan dengan efisien. e) Pengelolaan Hasil Samping Setelah proses pembakaran, PLTSA Putri Cempo juga melakukan pengelolaan hasil samping, seperti abu bawah ( bottom ash ) dan abu terbang ( fly ash ). Abu bawah yang dihasilkan dari proses pembakaran dapat diolah lebih lanjut untuk digunakan sebagai material konstruksi, sementara abu terbang memerlukan penanganan khusus untuk mengurangi dampak lingkungan. Selain itu, sistem pengolahan air limbah diterapkan untuk memastikan bahwa air yang dihasilkan dari proses ini tidak mencemari lingkungan. f) Sistem Monitoring Untuk memastikan bahwa semua proses berjalan dengan baik, PLTSA Putri Cempo dilengkapi dengan sistem monitoring yang canggih. Pemantauan emisi dilakukan secara real- time , dengan kontrol suhu pembakaran otomatis untuk menjaga efisiensi dan keamanan. Sistem pengawasan kualitas udara juga diterapkan untuk memantau parameter operasional, sehingga dapat diambil tindakan cepat jika terjadi penyimpangan dari standar yang ditetapkan. g) Teknologi Pendukung PLTSA Putri Cempo juga menggunakan berbagai teknologi pendukung untuk meningkatkan efisiensi operasional. Sistem penimbangan sampah otomatis memastikan akurasi dalam pengukuran volume limbah yang masuk. CCTV digunakan untuk pengawasan proses secara real-time, sementara sistem pencatatan digital memudahkan pengelolaan data. Laboratorium pengujian kualitas juga tersedia untuk memastikan bahwa semua parameter lingkungan terjaga dengan baik. h) Sistem Keamanan Keamanan menjadi prioritas utama dalam operasional PLTSA Putri Cempo. Pengaturan tekanan negatif diterapkan untuk mencegah bau yang tidak sedap, sementara sistem pemadam kebakaran otomatis dan prosedur penanganan darurat disiapkan untuk mengatasi potensi risiko kebakaran. Selain itu, sistem deteksi gas berbahaya dipasang untuk memberikan peringatan dini jika terdeteksi adanya kebocoran gas, sehingga menjaga keselamatan pekerja dan lingkungan sekitar. 2.2 Sistem Pengolahan Gas Hasil Pembakaran di PLTSA Putri Cempo Sistem pengolahan gas hasil pembakaran di PLTSA Putri Cempo dirancang untuk mengurangi dampak lingkungan dari emisi gas berbahaya yang dihasilkan selama proses insinerasi. Proses ini terdiri dari beberapa tahapan yang saling terintegrasi, memastikan bahwa gas yang dihasilkan memenuhi standar emisi yang ketat. Berikut adalah penjelasan detail mengenai setiap tahapan dalam sistem pengolahan gas tersebut.
Selain itu, sistem pembersihan otomatis pada bag filter memastikan bahwa filter tetap bersih dan berfungsi dengan baik, sehingga meningkatkan efisiensi operasional. 3) Pengolahan Gas Khusus PLTSA Putri Cempo juga memiliki sistem khusus untuk menangani gas berbahaya seperti nitrogen oksida (NOx) dan merkuri. Penanganan NOx dilakukan dengan sistem Selective Non-Catalytic Reduction (SNCR) atau Selective Catalytic Reduction (SCR), di mana bahan pengurang diinjeksikan ke dalam aliran gas untuk mengurangi kadar NOx. Selain itu, injeksi karbon aktif digunakan untuk menangkap merkuri, sementara sistem pengikatan dioksin dan furan memastikan bahwa senyawa berbahaya ini tidak terlepas ke atmosfer. Monitoring kadar gas berbahaya dilakukan secara terus-menerus untuk memastikan bahwa semua parameter tetap dalam batas aman. 4) Sistem Monitoring Emisi Sistem Continuous Emission Monitoring System (CEMS) di PLTSA Putri Cempo memungkinkan pengukuran real-time dari berbagai parameter emisi, termasuk karbon monoksida (CO), karbon dioksida (CO2), nitrogen oksida (NOx), sulfur dioksida (SO2), partikulat, temperatur, tekanan, dan kadar oksigen (O2). Dengan sistem ini, operator dapat memantau dan mengontrol emisi secara efektif, memastikan bahwa semua parameter tetap dalam batas yang ditetapkan oleh peraturan lingkungan. 2.3 PLTSA Putri Cempo: Teknologi Kombinasi Insinerasi dan Plasma PLTSA (Pembangkit Listrik Tenaga Sampah) Putri Cempo merupakan salah satu contoh inovasi dalam pengelolaan limbah yang menggabungkan teknologi insinerasi dan plasma. Dengan kapasitas pengolahan yang signifikan, PLTSA ini mampu menangani sekitar 450 ton sampah per hari, dengan kapasitas pembakaran antara 400 hingga 450 ton per hari. Selain itu, PLTSA ini juga menghasilkan listrik dengan kapasitas sekitar 3 MW, yang berkontribusi pada penyediaan energi terbarukan. Salah satu keunggulan utama dari teknologi ini adalah kemampuannya untuk mengurangi volume sampah hingga 90%, menjadikannya solusi yang efisien untuk masalah limbah. a) Teknologi Plasma Teknologi plasma yang diterapkan di PLTSA Putri Cempo beroperasi dengan prinsip kerja yang unik. Menggunakan torch plasma yang dapat mencapai suhu antara 2.000 hingga 5.000°C, teknologi ini mengionisasi gas menjadi plasma, yang memungkinkan dekomposisi sampah pada tingkat molekuler. Berbeda dengan insinerasi konvensional, proses ini tidak menghasilkan abu, sehingga mengurangi jumlah residu yang perlu dikelola. Unit plasma di PLTSA ini dilengkapi dengan 2-3 torch plasma, dengan konsumsi listrik sekitar 1-1.5 MW dan kapasitas pengolahan residu mencapai 40-50 ton per hari. Efisiensi konversi dari teknologi plasma ini sangat tinggi, mencapai lebih dari 95%, menjadikannya metode yang sangat efektif dalam pengelolaan limbah. b) Integrasi Sistem Plasma-Insinerasi
Sistem pengolahan di PLTSA Putri Cempo terintegrasi dengan baik antara insinerasi dan plasma. Proses dimulai dengan pembakaran tahap pertama menggunakan insinerasi, yang memiliki kapasitas 350-400 ton per hari dan suhu antara 850-1000°C. Proses ini menghasilkan pengurangan volume sampah sebesar 70-80% dan menghasilkan residu berupa bottom ash dan fly ash. Selanjutnya, residu dari proses insinerasi ini diproses lebih lanjut menggunakan teknologi plasma pada tahap kedua, dengan kapasitas 40-50 ton per hari dan suhu di atas 2000°C. Hasil dari tahap ini adalah slag yang dapat dimanfaatkan, sehingga mengurangi dampak lingkungan dari limbah. c) Keunggulan Sistem Terintegrasi Sistem terintegrasi antara insinerasi dan plasma di PLTSA Putri Cempo menawarkan berbagai keunggulan. Proses pengolahan yang lebih tuntas menghasilkan residu akhir yang minimal, serta emisi yang lebih bersih dibandingkan dengan metode pengolahan limbah konvensional. Selain itu, produk samping dari proses ini dapat dimanfaatkan, seperti slag vitrifikasi yang dihasilkan dari proses plasma, logam terpilah, dan gas sintesis. Dengan efisiensi termal antara 25-30% dan total reduksi volume lebih dari 90%, PLTSA ini menunjukkan potensi besar dalam pengelolaan limbah yang berkelanjutan. d) Produk yang Dihasilkan PLTSA Putri Cempo tidak hanya berfungsi sebagai pengolah limbah, tetapi juga sebagai pembangkit energi. Dengan gross power mencapai 3-3.5 MW dan net power sekitar 2-2.5 MW, PLTSA ini dapat mengekspor 1.5-2 MW ke jaringan listrik. Selain energi listrik, PLTSA ini juga menghasilkan berbagai material bernilai, seperti slag vitrifikasi sebanyak 40-50 ton per hari, logam terpilah sebanyak 5-10 ton per hari, dan gas sintesis sebanyak 1000-1500 Nm³ per jam. Material konstruksi juga dihasilkan sebanyak 30-40 ton per hari, yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. e) Parameter Operasional dan Manfaat Teknologi Plasma Dalam operasionalnya, PLTSA Putri Cempo memiliki parameter yang terukur dengan baik. Untuk proses insinerasi, waktu tinggal sampah adalah 2-3 jam dengan kadar oksigen 6-8% dan suhu gas buang antara 200-250°C. Sementara itu, untuk proses plasma, daya plasma per torch berkisar antara 500-700 kW, dengan waktu proses antara 15-30 menit. Manfaat dari teknologi plasma ini mencakup pengolahan yang lebih bersih, produk samping yang bernilai tinggi, emisi yang minimal, dan tidak menghasilkan residu berbahaya. Dengan demikian, PLTSA Putri Cempo menjadi model yang efektif dan berkelanjutan dalam pengelolaan limbah dan produksi energi. III. Penutup Pembangkit Listrik Tenaga Sampah (PLTSA) di TPA Putri Cempo memberikan manfaat yang signifikan dalam pengelolaan limbah dan penyediaan energi. Salah satu manfaat utama dari PLTSA adalah kapasitas produksi listrik yang dihasilkan dari proses konversi limbah. Dengan memanfaatkan sampah yang dihasilkan oleh masyarakat, PLTSA mampu menghasilkan energi listrik yang dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan listrik lokal. Hal ini tidak hanya
