## STUDI POTENSI PEMANFAATAN SAMPAH ORGANIK TPA BANYUURIP TEGALREJO SEBAGAI SALAH SATU SUMBER ENERGI

## Rany Puspita Dewi
Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Tidar, Magelang E-mail: ranypuspita@untidar.ac.id
ABSTRAK -- Sampah  merupakan  salah  satu  penyebab  terjadinya  pencemaran  lingkungan,  baik pencemaran  udara,  pencemaran  darat,  dan  pencemaran  perairan.  Masalah  sampah  tidak  hanya menjadi masalah di berbagai daerah, tetapi sudah menjadi masalah nasional. Magelang sebagai contoh kota  dimana  pada  tahun  2010  memiliki  jumlah  penduduk  sebanyak  1.180.217  jiwa  dengan  timbulan sampah 85 ton/hari, dan jumlah terangkut 52,5 ton/hari.Penanganan sampah terpadu di Indonesia telah dilakukan  melalui  pembangunan  TPA  (Tempat  Pembuangan  Akhir)  di  setiap  wilayah.  TPA  memiliki umur  operasional  terbatas,  sehingga  diperlukan  suatu  rencana  pemanfaatan  untuk  mengurangi terjadinya  overload  timbunan  dan  dampak  pencemaran  yang  lebih  buruk.  Salah  satu  teknologi pemanfaatan sampah khususnya sampah organik adalah melalui teknologi biogas. Salah satu potensi biogas yang ada di Magelang adalah TPA Banyuurip, Tegalrejo yang memiliki presentasi materi organik 61%. Melalui proses perhitungan secara termokimia diperoleh potensi energi sebesar 333,59 kW dan melalui proses analisis secara biokimia diperoleh potensi energi sebesar 764,13 kW.
Kata Kunci : Sampah, TPA, biogas, listrik

## 1. PENDAHULUAN
Pencemaran  lingkungan  baik  pencemaran  darat, pencemaran  udara,  dan  pencemaran  perairan yang  sering  terjadi  di  berbagai  daerah  salah satunya  disebabkan  oleh  sampah.  Dewasa  ini sampah  tidak  hanya  menjadi  masalah  di  tingkat daerah,  tetapi  sudah  menjadi  masalah  di  tingkat nasional. Jumlah sampah yang semakin meningkat disebabkan  oleh  beberapa  faktor,  salah  satunya yaitu  pengelolaan  sampah  yang  tidak  efektif. Sebagai contoh yaitu Magelang sebagai salah satu kota  di  Jawa  tengah  yang  pada  tahun  2010 memiliki  jumlah  penduduk  sebanyak  1.180.217 jiwa  dengan  timbulan  sampah  85  ton/hari,  dan jumlah terangkut 52,5 ton/hari (PPLP, 2012).
Sumber sampah dapat berasal dari pemukiman  dan  pasar  tradisional.  Sampah dibedakan  menjadi  sampah  organik  dan  sampah anorganik.  Setiap  jenis  sampah  memiliki  tingkat kemudahan  penguraian  (degradibilitas)  yang berbeda-beda.  Sebagai  contoh  adalah  bambu yang memiliki degradibilitas sebesar 50% (Sudrajat, 2006).
Indonesia  sebenarnya  sudah  menerapkan penanganan
sampah terpadu melalui pembangunan  TPA  (Tempat  Pembuangan  Akhir) di  setiap  wilayah.  TPA  memiliki  umur  operasional yang terbatas, sehingga diperlukan suatu rencana pemanfaatan  sampah  TPA  untuk  mengurangi terjadinya  overload  timbunan  dan  dampak pencemaran lingkungan yang lebih buruk. Pemanfaatan sampah TPA yang paling sederhana dapat  dilakukan  melalui  proses  daur  ulang  untuk sampah  anorganik  dan  pembuatan  pupuk  untuk sampah organik.
Salah  satu  TPA  yang  saat  ini  beroperasi  di wilayah  Jawa  Tengah  adalah  TPA  Banyuurip, Tegalrejo  Magelang.  Umur  operasional  TPA
Banyuurip hanya     sampai tahun 2015 dan saat ini hanya  dilakukan  pengurangan  sampah  yang masuk ke TPA. TPA Banyuurip beroperasi dengan menggunakan metode controlled landfill (Miradian, 2010).  Controlled  landfill  merupakan  salah  satu metode  landfilling    yang  memiliki  beberapa kelebihan diantaranya dapat meminimalkan dampak  terhadap  lingkungan  dan  lahan  bekas penggunaan dapat digunakan kembali (Damanhuri, 2008).
Kondisi  TPA  Banyuurip  dengan  presentase sampah organik 61% pada zona aktif yaitu zona 4 (Alam, 2014) mendorong perlu adanya studi lanjut mengenai potensi pemanfaatan sampah khususnya  sampah  organik  sebagai  salah  satu sumber  energi  melalui  pemanfaatan  biogas.  Nilai ini  memiliki  potensi  menghasilkan  biogas  sebagai sumber energi.  Selain dapat mengurangi dampak pencemaran lingkungan, dapat juga meningkatkan kesejahteraan masyarakat di sekitar TPA Banyuurip.

## 2.  METODE
Metode yang digunakan dalam penelitian ini terdiri dari  beberapa  tahap  diantaranya  yaitu,  studi pustaka,  pengumpulan  data,  analisis  data,  dan pembahasan. Metode yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 2.1.

## 2.1 Studi Pustaka
Studi  pustaka  yang  dilakukan  meliputi  studi tentang sampah, teknologi pemanfaatan sampah, dan  metode  pengujian  komposisi  sampah.  Studi pustaka  tentang  sampah  khususnya  sampah organik  meliputi  potensi  dan  komposisi  sampah organik. Teknologi pemanfaatan sampah organik meliputi  pemanfaatan  sampah  organik  yang
dikonversi menjadi listrik (termokimia) dan biogas (biokimia).
Gambar 2.1 Diagram Alir Penelitian

## 2.2 Pengumpulan Data
Pengumpulan  data  dalam  penelitian  ini  meliputi pengumpulan  data  primer  dan  data  sekunder. Data primer diperoleh dari hasil pengamatan dan pengukuran  di  laboratorium.  Data  sekunder diperoleh  dari  UPTD  TPSA  Banyuurip  Tegalrejo meliputi data ritase/volume sampah.

## 2.3 Perhitungan Numeris
Perhitungan  numeris  yang  dilakukan  dalam penelitian ini meliputi perhitungan potensi sampah organik  melalui  metode  termokimia  dan  metode biokimia. Metode termokimia merupakan metode perhitungan  numeris  konversi  sampah  organik menjadi  listrik.  Metode  biokimia  merupakan metode  perhitungan  numeris  konversi  sampah organik menjadi biogas.

## 2.4 Analisis Data dan Pembahasan
Analisis  data  penelitian  dilakukan  terhadap  hasil perhitungan numeris untuk mengetahui kelayakan potensi sampah organik TPA Banyuurip Tegalrejo sebagai salah satu sumber energi.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi TPA Banyuurip saat ini hanya memiliki 1 zona aktif, sedangkan 4 zona lainnya sudah tidak aktif.  Mekanisme  alir  sampah  di  kota  Magelang dapat  dilihat  pada  Gambar  3.1.  dan  komposisi sampah  TPA  Banyuurip,  Tegalrejo  dapat  dilihat
pada  Gambar  3.2.  Pengumpulan  data  dilakukan melalui  metode  wawancara  dan  pengujian kandungan komposisi sampah organik di laboratorium.  Kandungan  sampah  organik  TPA Banyuurip Tegalrejo dapat dilihat pada Tabel 3.1. Tabel 3.1 Kandungan Sampah Organik Parameter Nilai Berat jenis (kg/m 3 ) 648,43 Total Moisture (%, ar) 63,33 Proximate Analysis Moisture in analysis (%, adb) 42,03 Volatile matter (%, adb) 43,82 Fixed carbon (%, adb) 10,97 Gross caloric value (Kcal/kg, ar) 988,59 Gross  caloric  value  (Kcal/kg, adb) 446,92 Ultimate Analysis Carbon (C) (%, adb) 11,09 Hydrogen (H) (%, adb) 6,05 Nitrogen (N) (%, adb) 0,51 Oxygen (O) (%, adb) 45,36 Gambar 3.1 Mekanisme Alir Sampah Gambar 3.2 Komposisi Sampah Kota Magelang

## 3.1 Metode Termokimia
Perhitungan potensi energi listrik yang dibangkitkan  dari  sampah  dihitung  melalui Persamaan (3.1), (3.2), dan (3.3)
= ( ) − , ( ) (3.1) 7.92 0.52 0.21 0.79 9.15
1.54 1.82
72.64
5.41

## Komposisi Sampah Kota Magelang
Kertas
Kayu Kain
Karet &
Plastik Logam
Btu/lb=kcal/kg x1,8
= ( ) − 5,72    9 ( ) (3.2)
dengan  nilai  H ar yang  dapat  dihitung  melalui Persamaan (3.3)
( ) = ( ) − 0,119 ( ) ( ( ) ) ( ( ) ) + 0,199 ( ) (3.3)
Maka  dari  hasil  perhitungan  diperoleh  nilai  NCV sebesar 556,77 kcal/kg
Perhitungan  potensi  pemanfaatan  energi  melalui metode termokimia, dilakukan dengan mengambil beberapa asumsi:
a.  Jumlah sampah ke TPSA = berat jenis sampah x volume sampah
= 648,43 kg/m 3 x 156 m 3 /hari = 101155 kg/hari = 101 ton/hari
b.  Energi  termal  (input  boiler)  =  nilai  kalor  x jumlah sampah =  [(556,77  kcal/kg)  x  (101  ton/hari)]  x  (1000 kg/ton x 1 hari/24 jam)/860,420652 = 2723,187 kW c.  Daya netto = energi masuk boiler x ɳb x ɳt x ɳg Daya netto = 2723,187 kW x 0,7 x 0,25 x 0,7 = 333,59 kW = 0,33 MW

## 3.2 Metode Biokimia
Perhitungan  potensi  pemanfaatan  energi  melalui metode  biokimia  dilakukan  hanya  untuk  bahan organik yang dapat diuraikan. Perhitungan potensi tersebut  dapat  dilakukan  melalui  beberapa pendekatan berikut:
a.  Jumlah total sampah : S ton b.  Total organik : TO %
c.  Fraksi Organik = 66% x TO% x S d.  Efisiensi penguraian digester = 60% e.  Biogas yang yang dihasilkan = 0,8 m3/kg x 0,60 x FO x S x 1000
Kasus TPSA Banyuurip : f.  Sampah organik yang tersedia = 61% x 101 ton = 61,6 ton g.  FO = 66% x 61,6 ton = 40,66 ton h.  Biogas yang dihasilkan
= 0,8 x 0,6 x 40660 = 19518 m 3 /hari Nilai gas metana  yang dihasilkan dalam  digester diambil  pendekatan  berkisar  60%,  maka  gas metan  yang  dihasilkan  dengan  kadar  90%  yang
dihasilkan dari proses pemurnian adalah sebanyak : 0,6 x 0,9 x 19518 m 3 /hari = 10539,75 m 3 /hari i.  Nilai kalori biogas = 5000 kcal/m 3 = 5,8 kWh/m 3 j.  Potensi pemulihan energi (kWh) = 10539,75 x 5,8 = 61130,5 kWh k.  Potensi daya listrik (kW) = 61130,5/24 = 2457 kW
l.  Efisiensi konversi = 30%
m. Potensi daya listrik bersih (kW) = 30% x 2457 = 764,13 kW = 0,76 MW

## 4.  KESIMPULAN
TPA Banyuurip yang memiliki persentase sampah organik  sebesar    61%  memiliki  potensi  sebagai sumber energi melalui analisis secara termokimia dan  biokimia.  Energi  secara  termokimia  sebesar 333,59  kW dan energi  secara biokimia diperoleh potensi energi sebesar 764,13 kW.

## 5.  UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih disampaikan kepada LPPM- PMP  Universitas  Tidar  yang  telah  mendukung dalam  penyelenggaraan  dana  dalam  penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  Alam,  O,  2014,  Pemanfaatan  Sampah  Zona Non-Aktif  TPA  Banyuurip  Kota  Magelang. Jurnal Teknik Lingkungan. Vol 3, pp 1 – 7.
[2].  Damanhuri, E. & Padmi, T, 2008, Pengelolaan Sampah  Bagian  9:  Pengurugan  (Landfill) Sampah,  Program  Studi  Teknik  Lingkungan Institut Teknologi Bandung, Bandung.
[3].  Lingkungan  Hidup, Kementerian,  2008,
Undang – Undang No.18 Tahun 2008 tentang Pengelolaan Sampah, Kementerian Lingkungan Hidup, Jakarta.
[4].  Miradian,  2010,    Studi  Potensi  Pemanfaatan Gas (Biogas) Sanitary Landfill Tpa Banyuurip Sebagai  Sumber  Energi  Alternatif  Gas Medium  Btu  dan  Pembangkit  Listrik  (Studi Kasus  Kota  Magelang),  Fakultas  Teknik Universitas Diponegoro, Semarang.
[5].  PPLP, Satker, 2012, TPA Regional Magelang. http://pplpdinciptakaru.jatengprov.go.id/?idm enu=65
[6].  Sudradjat, R, 2006, Mengelola Sampah Kota, Penebar Swadaya, Bogor