Pengolahan Limbah menjadi Energi

 

Pengolahan Limbah menjadi Energi

(Ahmad Iqbal Athoriq) Teknik fisika 

 Limbah merupakan sisa atau sampah dari suatu usaha bidang industri maupun sampah rumahan. Berdasarkan wujudnya limbah terbagi menjadi  tiga yaitu limbah padat, limbah cair, dan limbah gas. Limbah sendiri banyak mengandung zat-zat berbahaya sehingga sangat berbahaya bila dibuang secara sembarang. Limbah juga  terbagi  menjadi limbah organik dan limbah non-organik yang dimana sumber permasalahan itu  terdapat pada limbah non-organik yang sulit terurai secara alami. Penggunaan sampah menjadi bahan bakar alternatif menjadi suatu inovasi dalam memanfaatkan limbah. Selain solusi untuk mengurangi limbah juga dapat menciptakan energi terbarukan yang dimana kebutuhan energi di dunia ini sangat besar dan seiring berjalanya waktu sumber energi dari fosil akan habis sedikit demi sedikit.

Pemanfaatan limbah menjadi energi ini biasa dikenal dengan istilah Waste-to-Energy  yang memiliki beberapa metode namun berikut lima dari sekian metode yang dijelaskan :

1.  Insinerasi, merupakan proses pembakaran bahan-bahan organik yang terkandung di dalam material sampah. Insinerasi dan proses-proses lain yang melibatkan temperatur tinggi termasuk ke dalam proses Konversi WtE Termo-Kimia. Proses insinerasi sampah menghasilkan tiga produk utama yaitu abu, gas buang, dan energi panas. Abu hasil pembakaran sampah pada insinerator (alat insinerasi) biasanya berupa material anorganik yang sering berwujud jelaga padat atau partikel-partikel kecil yang ikut terbawa gas buang. Partikel-partikel abu tersebut harus ditangkap oleh sistem khusus agar tidak mencemari atmosfer. Gas buang sendiri banyak mengandung karbon dioksida dan beberapa molekul lain yang dengan kemajuan teknologi dapat diminimalisir jumlah pembuangannya ke atmosfer. Sedangkan energi panas hasil pembakaran insinerator dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan. Pada industri modern, energi panas ini langsung dipergunakan untuk sumber panas Pembangkit Listrik Tenaga Sampah (PLTSa)

                                                                                                                                                   Gambar 1. Proses Insinerasi

2.  Pirolisis, merupakan proses dekomposisi material dengan jalan menaikkan temperatur secara bertahap pada kondisi atmosfer bebas oksigen (inert). Umumnya proses pirolisis diawali pada temperatur 350°C–550°C dan terus naik hingga 700°C–800°C dalam kondisi bebas udara/oksigen. Proses pirolisis sampah menghasilkan tiga produk utama yaitu gas dengan nilai kalor tinggi (syngas), biofuel, dan endapan padat (char). Hasil proses pirolisis akan cenderung lebih banyak endapan padat ketika akhir proses pirolisis hanya mencapai temperatur di bawah angka 450°C, dengan laju kenaikan temperatur rendah. Sedangkan akan banyak menghasilkan syngas ketika temperatur akhir proses di atas 800°C dan laju kenaikan temperatur cepat. Namun rata-rata proses pirolisis dibuat di temperatur intermediate dengan laju kenaikan temperatur tinggi agar dapat menghasilkan bahan jadi minyak alami (biofuel).

Gambar 2. Proses Pirolisis 

3.  Depolimerisasi termal pada sampah adalah proses pirolisis hidro untuk memecah polimer kompleks organik sampah menjadi minyak mentah ringan. Proses ini mampu memecah sampah-sampah biomas hingga plastik yang tersusun atas polimer rantai panjang karbon, hidrogen, dan oksigen, menjadi minyak mentah hidrokarbon rantai-pendek dengan jumlah maksimum 18 rangkaian atom karbon. Satu kelemahan dari proses depolimerisasi termal adalah ketidakmampuannya untuk memroses molekul-molekul hidrokarbon rantai pendek seperti metana yang banyak terkandung di sampah. Namun gas metana ini akan ikut terbakar untuk ikut memanaskan air pada proses depolimerisasi termal.

Gambar 3. Proses Depolimerisasi termal

4.  Gasifikasi merupakan proses pemanasan material-material organik berbasis karbon, menjadi karbon monoksida, hidrogen, dan karbon dioksida. Proses ini menggunakan panas tinggi di atas 700°C, tanpa terjadi proses pembakaran, dan mereaksikan material-material organik dengan sejumlah oksigen dan/atau uap air terkontrol. Produk dari proses gasifikasi biasa disebut dengan syngas (synthetic gas) yang merupakan bahan bakar daur ulang ramah lingkungan.

              Gambar 4. Proses Gasifikasi 

5.    Sel bahan bakar mikroba adalah sebuah sistem bio-kimia terkatalis yang mampu mempoduksi arus listrik dengan jalan mengoksidasi material organik biodegradable menggunakan bakteri atau enzim tertentu. MFC tersusun atas dua ruangan yang masing-masing ditempatkan anoda dan katode, dengan sebuah sekat membran pertukaran proton yang memisahkan dua ruangan tersebut. Ruang anoda biasanya dijaga agar tidak terekspos oksigen, sedangkan ruang katoda dapat terekspos dengan udara luar atau terendam di larutan aerobik.

                    Gambar 5. Proses MFC

 

Sumber & Daftar pustaka

 

N. B. KLINGHOFFER and N. J. THEMELIS, M. J. CASTALDI. Waste to energy (WTE): an introduction. Columbia University, USA.  2013.

 

Serviens in lumine veritatis. Limbah. Diakses 10/09/20 (Sumber : http://e-journal.uajy.ac.id/12896/3/BL013712.pdf)

 

Direktorat Jenderal Industri Kecil Menengah Departemen Perindustrian. Pengelolaan limbah industri pangan. Jakarta, 2007.

 

Artikel Teknoligi. Macam-macam cara mengubah sampah menjadi energi (Waste-to-Energy). Diakses 10/09/20 (Sumber : http://artikel-teknologi.com/macam-macam-cara-mengubah-sampah-menjadi-energi-waste-energy/)