Klasifikasi Limbah Batubara

Fly ash dan bottom ash merupakan limbah padat yang dihasilkan dari pembakaran batubara pada pembangkit tenaga listrik. Ada tiga type pembakaran batubara pada industri listrik yaitu dry bottom boilers, wet-bottom boilers dan cyclon furnace.

Apabila batubara dibakar dengan type dry bottom boiler, maka kurang lebih 80% dari abu meninggalkan pembakaran sebagai fly ash dan masuk dalam corong gas. Apabila batubara dibakar dengan wet-bottom boiler sebanyak 50% dari abu tertinggal di pembakaran dan 50% lainnya masuk dalam corong gas. Pada cyclon furnace, di mana potongan batubara digunakan sebagai bahan bakar, 70-80 % dari abu tertahan sebagai boiler slag dan hanya 20-30% meninggalkan pembakaran sebagai dry ash pada corong gas. Type yang paling umum untuk pembakaran batubara adalah pembakaran dry bottom seperti dapat dilihat pada Gambar dibawah.

Gambar Electrostatic Precipitator [www.fhwa.dot.gov, 2012]

Dahulu fly ash diperoleh dari produksi pembakaran batubara secara sederhana, dengan corong gas dan menyebar ke atmosfer. Hal ini yang menimbulkan masalah lingkungan dan kesehatan, karena fly ash hasil dari tempat pembakaran batubara dibuang sebagai timbunan. Fly ash dan bottom ash ini terdapat dalam jumlah yang cukup besar, sehingga memerlukan pengelolaan agar tidak menimbulkan masalah lingkungan, seperti pencemaran udara, atau perairan, dan penurunan kualitas ekosistem.

Salah satu penanganan lingkungan yang dapat diterapkan adalah memanfaatkan limbahfly ash untuk keperluan bahan bangunan teknik sipil, namun hasil pemanfaatan tersebut belum dapat dimasyarakatkan secara optimal, karena berdasarkan PP. No.85 tahun 1999 tentang pengelolaan limbah bahan berbahaya dan beracun (B3), fly ash dan bottom ashdikategorikan sebagai limbah B3 karena terdapat kandungan oksida logam berat yang akan mengalami pelindihan secara alami dan mencemari lingkungan. Yang dimaksud dengan bahan berbahaya dan beracun (B3) adalah sisa suatu usaha dan atau kegiatan yang mengandung bahan berbahaya beracun yang karena sifat dan atau konsentrasinya dan atau jumlahnya, baik secara langsung maupun tidak langsung, dapat mencemarkan dan atau merusakkan lingkungan hidup, dan atau dapat membahayakan lingkungan hidup, kesehatan, kelangsungan hidup manusia serta makhluk hidup lain.

Pasal 2 Peraturan Pemerintah Republik Indonesia No 18 tahun 1999 tentang Pengelolaan Limbah Bahan Berbahaya dan Beracun menyebutkan bahwa pengelolaan limbah B3 bertujuan untuk mencegah dan menanggulangi pencemaran dan atau kerusakan lingkungan hidup yang diakibatkan oleh limbah B3 serta melakukan pemulihan kualitas lingkungan yang dapat tercemar sehingga sesuai fungsinya kembali.

Pasal 3 menyebutkan bahwa setiap orang yang melakukan usaha dan atau kegiatan yang menghasilkan limbah B3, dilarang membuang limbah B3 yang dihasilkannya itu secara langsung kedalam media lingkungan hidup, tanpa pengolahan terlebih dahulu.

Sedangkan Pasal 7 Ayat 2 menyebutkan bahwa daftar limbah dengan kode limbah D220, D221, D222 dan D223 dapat dinyatakan sebagai limbah B3 setelah dilakukan uji Toxicity Characteristic Leaching Procedure (TCLP) dan atau uji karakteristik. Di mana dalam daftar limbah B3 dari sumber yang spesifik fly ash dengan kode limbah D223 adalah sebagai berikut dalam Tabel dibawah.

Tabel Daftar Limbah B3 dengan Kode Limbah D223 [PP18/99 jo PP85/99]

Kandungan dan kelas fly ash

Fly Ash

Fly ash merupakan material yang memiliki ukuran butiran yang halus, berwarna keabu-abuan dan diperoleh dari hasil pembakaran batubara. Pada intinya fly ash mengandung unsur kimia antara lain silika (SiO2), alumina (Al2O3), fero oksida (Fe2O3) dan kalsium oksida (CaO), juga mengandung unsur tambahan lain yaitu magnesium oksida (MgO), titanium oksida (TiO2), alkalin (Na2O dan K2O), sulfur trioksida (SO3), pospor oksida (P2O5) dan carbon.

Faktor-faktor yang mempengaruhi sifat fisik, kimia dan teknis dari fly ash adalah tipe batubara, kemurnian batubara, tingkat penghancuran, tipe pemanasan dan operasi, metoda penyimpanan dan penimbunan. Adapun komposisi kimia dan klasifikasinya seperti dapat dilihat pada Tabel dibawah.

Tabel Komposisi dan Klasifikasi Fly ash [http://www.fhwa.dot.gov, 2012]

Menurut ASTM C618 fly ash dibagi menjadi dua kelas yaitu fly ash kelas F dan kelas C. Perbedaan utama dari kedua ash tersebut adalah banyaknya calsium, silika, aluminium dan kadar besi di ash tersebut. Walaupun kelas F dan kelas C sangat ketat ditandai untuk digunakan fly ash yang memenuhi spesifikasi ASTM C618, namun istilah ini lebih umum digunakan berdasarkan asal produksi batubara atau kadar CaO. Yang penting diketahui, bahwa tidak semua fly ash dapat memenuhi persyaratan ASTM C618, kecuali pada aplikasi untuk beton, persyaratan tersebut harus dipenuhi.

Fly ash kelas F: merupakan fly ash yang diproduksi dari pembakaran batubara anthracite atau bituminous, mempunyai sifat pozzolanic dan untuk mendapatkan sifat cementitious harus diberi penambahan quick lime, hydrated lime, atau semen. Fly ash kelas F ini kadar kapurnya rendah (CaO < 10%).

Fly ash kelas C: diproduksi dari pembakaran batubara lignite atau sub-bituminous selain mempunyai sifat pozolanic juga mempunyai sifat self-cementing (kemampuan untuk mengeras dan menambah strength apabila bereaksi dengan air) dan sifat ini timbul tanpa penambahan kapur. Biasanya mengandung kapur (CaO) > 20%.

Proses Daur Ulang Oli Bekas dengan Sistem Modifikasi Proses Pyrolisis

Oli bekas adalah limbah yang mengandung logam berat dari bensin atau mesin bermotor. Apabila logam berat tersebut masuk kedalam tubuh kita dan terakumulasi, maka akan mengakibatkan kerusakan ginjal, syaraf, dan penyakit kanker.

            Berdasarkan kriteria, oli bekas termasuk kategori limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun). Limbah B3 adalah limbah yang sangat berbahaya, karena bersifat korosif, mudah terbakar, mudah meledak, reaktif, beracun, menyebabkan infeksi, iritan, mutagenic, dan radioaktif.

            Walaupun peraturan pemerintah tentang pengelolaan daur ulang oli bekas sudah ada, akan tetapi peraturan tersebut hanya diterapkan di sektor industri dan pabrik, padahal pencemaran limbah oli bekas tidak hanya di pabrik saja, akan tetapi dapat kita temui di limbah-limbah rumah tangga, Dan biasanya limbah-limbah rumah tangga tersebut tidak dikelola dengan baik dan dibuang di lingkungan sekitar kita. Dari situlah limbah B3 menyebar luas, karena limbah B3 dapat menyebar melalui tanah, air ,udara, serta Rantai makanan. Dan Limbah tersebut dapat masuk ketubuh kita melalui kulit, pernafasan, pencernaan, dan saluran tubuh lainnya.

            Kembali ke Limbah Oli bekas, sejalan dengan perkembangan jaman volume oli bekas terus meningkat seiring dengan pertambahan jumlah kendaraan bermotor dan mesin-mesin bermotor. Didaerah desa sekalipun, sudah bisa kita temukan bengkel-bengkel kecil, yang salah satu limbahnya adalah oli bekas dan bengkel tersebut biasanya juga membuang oli bekas di lingkungan sekitar (sembarangan). Dengan kata lain, penyebaran oli bekas sudah sangat luas dari kota besar sampai ke wilayah pedesaan di seluruh Indonesia. Seharusnya kegiatan yang menghasikan banyak oli bekas harus banyak dikurangi.

Saat ini, peneliti dari Universitas Cambridge mengumumkan bahwa dengan menggunakan gelombang microwave, limbah oli bekas tersebut dapat diubah menjadi bahan bakar kendaraan. Para ilmuwan telah menggunakan proses yang disebut pyrolysis untuk mendaur ulang oli dengan metode berbeda.

Pirolisis adalah dekomposisi kimia bahan organik melalui proses pemanasan dengan sedikit oksigen atau reagen lainnya dimana material mentah akan mengalami pemecahan struktur kimia menjadi fase gas. Pirolisis adalah kasus khusus termolisis. Pirolisis ekstrim yang hanya meninggalkan karbon sebagai residu disebut karbonisasi.

Perlu diketahui bahwa Pyrolysis berbeda dengan gasifikasi dan pembakaran. Ketiganya dibedakan berdasarkan kebutuhan udara yang diperlukan selama proses.

1.     Jika jumlah udara/bahan bakar (AFR , air fuel ratio) sama dengan 0, maka proses disebut pyrolysis.

2.     Jika AFR yangdiperlukan selama proses kurang dari 1.5, maka proses disebut gasifikasi.

3.     Jika AFR yang perlukan selama proses lebih dari 1.5, maka proses disebut pembakaran

Cgas yang memiliki nilai kalor yang berguna. Pengertian ini tidak memasukkan istilah pembakaran (combustion) sebagai bagian daripadanya, karena gas buang (flue gas)yang dihasilkan dari pembakaran tidak memiliki nilai kalor yang signifikan untuk dimanfaatkan [Higman, van der Burgt, 2003].

Pada proses pyrolysis minyak yang dipanaskan pada suhu tinggi dalam ketidakadaan oksigen menyebabkan oli terpecah menjadi beberapa campuran gas, cairan, dan meterial padat. Gas-gas dan cairan dapat diubah menjadi bahan bakar. Ilmuwan di Cambrige menyatakan bahwa proses pyrolysis tradisional tidak dapat memanaskan oli secara merata sehingga proses perubahan menjadi bahan bakar sangat sulit dan tidak praktis.

Untuk mengatasi hal itu para ilmuwan tersebut menambah material penyerap gelombang microwave dalam sampel limbah oli sebelum melakukan proses pyrolysis yang kali ini memanfaatkan gelombang microwave.

Penambahan material tersebut ternyata membuat limbah oli menjadi panas secara merata yang membuat hampir 90% limbah oli dengan mudah diubah ke dalam sebuah campuran bensin dan solar konvensional.

Pimpinan penelitian Howard Chase, seorang profesor biochemical engineering, meyakini bahwa proses pyrolysis unik yang mereka lakukan menunjukkan potensi besar untuk dapat ditingkatkan dalam skala komersial.

Hasil penelitian ini dipresentasikan di acara National Meeting & Exposition of the American Chemical Society yang ke-241 yang digelar di Anheim, California, AS.

Proses Daur Ulang Oli Bekas dengan Sistem Modifikasi Proses Pyrolisis

Oli bekas adalah limbah yang mengandung logam berat dari bensin atau mesin bermotor. Apabila logam berat tersebut masuk kedalam tubuh kita dan terakumulasi, maka akan mengakibatkan kerusakan ginjal, syaraf, dan penyakit kanker.

           

        Berdasarkan kriteria, oli bekas termasuk kategori limbah B3 (Bahan Berbahaya dan Beracun). Limbah B3 adalah limbah yang sangat berbahaya, karena bersifat korosif, mudah terbakar, mudah meledak, reaktif, beracun, menyebabkan infeksi, iritan, mutagenic, dan radioaktif.

            

        Walaupun peraturan pemerintah tentang pengelolaan daur ulang oli bekas sudah ada, akan tetapi peraturan tersebut hanya diterapkan di sektor industri dan pabrik, padahal pencemaran limbah oli bekas tidak hanya di pabrik saja, akan tetapi dapat kita temui di limbah-limbah rumah tangga, Dan biasanya limbah-limbah rumah tangga tersebut tidak dikelola dengan baik dan dibuang di lingkungan sekitar kita. Dari situlah limbah B3 menyebar luas, karena limbah B3 dapat menyebar melalui tanah, air ,udara, serta Rantai makanan. Dan Limbah tersebut dapat masuk ketubuh kita melalui kulit, pernafasan, pencernaan, dan saluran tubuh lainnya.

           

          Kembali ke Limbah Oli bekas, sejalan dengan perkembangan jaman volume oli bekas terus meningkat seiring dengan pertambahan jumlah kendaraan bermotor dan mesin-mesin bermotor. Didaerah desa sekalipun, sudah bisa kita temukan bengkel-bengkel kecil, yang salah satu limbahnya adalah oli bekas dan bengkel tersebut biasanya juga membuang oli bekas di lingkungan sekitar (sembarangan). Dengan kata lain, penyebaran oli bekas sudah sangat luas dari kota besar sampai ke wilayah pedesaan di seluruh Indonesia. Seharusnya kegiatan yang menghasikan banyak oli bekas harus banyak dikurangi.

Saat ini, peneliti dari Universitas Cambridge mengumumkan bahwa dengan menggunakan gelombang microwave, limbah oli bekas tersebut dapat diubah menjadi bahan bakar kendaraan. Para ilmuwan telah menggunakan proses yang disebut pyrolysis untuk mendaur ulang oli dengan metode berbeda.

Pirolisis adalah dekomposisi kimia bahan organik melalui proses pemanasan dengan sedikit oksigen atau reagen lainnya dimana material mentah akan mengalami pemecahan struktur kimia menjadi fase gas. Pirolisis adalah kasus khusus termolisis. Pirolisis ekstrim yang hanya meninggalkan karbon sebagai residu disebut karbonisasi.

Perlu diketahui bahwa Pyrolysis berbeda dengan gasifikasi dan pembakaran. Ketiganya dibedakan berdasarkan kebutuhan udara yang diperlukan selama proses.

1.     Jika jumlah udara/bahan bakar (AFR , air fuel ratio) sama dengan 0, maka proses disebut pyrolysis.

2.     Jika AFR yangdiperlukan selama proses kurang dari 1.5, maka proses disebut gasifikasi.

3.     Jika AFR yang perlukan selama proses lebih dari 1.5, maka proses disebut pembakaran

Cgas yang memiliki nilai kalor yang berguna. Pengertian ini tidak memasukkan istilah pembakaran (combustion) sebagai bagian daripadanya, karena gas buang (flue gas)yang dihasilkan dari pembakaran tidak memiliki nilai kalor yang signifikan untuk dimanfaatkan [Higman, van der Burgt, 2003].

Pada proses pyrolysis minyak yang dipanaskan pada suhu tinggi dalam ketidakadaan oksigen menyebabkan oli terpecah menjadi beberapa campuran gas, cairan, dan meterial padat. Gas-gas dan cairan dapat diubah menjadi bahan bakar. Ilmuwan di Cambrige menyatakan bahwa proses pyrolysis tradisional tidak dapat memanaskan oli secara merata sehingga proses perubahan menjadi bahan bakar sangat sulit dan tidak praktis.

Untuk mengatasi hal itu para ilmuwan tersebut menambah material penyerap gelombang microwave dalam sampel limbah oli sebelum melakukan proses pyrolysis yang kali ini memanfaatkan gelombang microwave.

Penambahan material tersebut ternyata membuat limbah oli menjadi panas secara merata yang membuat hampir 90% limbah oli dengan mudah diubah ke dalam sebuah campuran bensin dan solar konvensional.

Pimpinan penelitian Howard Chase, seorang profesor biochemical engineering, meyakini bahwa proses pyrolysis unik yang mereka lakukan menunjukkan potensi besar untuk dapat ditingkatkan dalam skala komersial.

Hasil penelitian ini dipresentasikan di acara National Meeting & Exposition of the American Chemical Society yang ke-241 yang digelar di Anheim, California, AS.