1 / 30

Daur Ulang Limbah

Daur Ulang Limbah. Minggu ke-10. Pendahuluan. Potensi biomass sebagai sumber energi:  Di Amerika: bahan bakar berbasiskan biomass berpotensi 4-25% dalam pemenuhan kebutuhan energi 3,6% konsumsi energi berasal dari sumber biomass. Tiga bentuk utama dari energi berbasiskan biomassa:

yoland
Download Presentation

Daur Ulang Limbah

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Daur Ulang Limbah Minggu ke-10

  2. Pendahuluan • Potensi biomass sebagai sumber energi:  Di Amerika: • bahan bakar berbasiskan biomass berpotensi 4-25% dalam pemenuhan kebutuhan energi • 3,6% konsumsi energi berasal dari sumber biomass • Tiga bentuk utama dari energi berbasiskan biomassa: • -Solid Biomass (Wood, Incineration) • -Liquid Fuel (Ethanol, Biodiesel) • -Gaseous Fuel (Landfills, Methane)

  3. Biomass Konsumsi energi terbarukan (USA): - 46% Conventional Hydroelectric - 38% Wood - 8% Waste - 2% Geothermal - 1% Alcohol Fuel - 1% Solar - 1% Wind Konsumsi energi (USA): • 30% Petroleum • 24% Natural Gas • 23% Coal • 8% Nuclear • 7% Renewable Sources US Energy Information Administration) Municipal solid waste, tall oil, digester gas, liquid waste tall oil, waste alcohol, medical waste paper pellets, sludge waste, tires, agricultural byproducts sugar and corn stalks, closed loop biomass, fish oil, straw

  4. Landfill Gas • Efisiensi proses tergantung pada komposisi dan kelembaban dlm TPA, tanah penutup, temperatur, dll • Kandungan energi: 400-550 Btu per ft3 • Penangkapan landfill gas sebelum terlepas ke atmosfer memungkinkan mengkonversikannya menjadi energi yg berguna. • Minimal kedalaman landfill 40 ft dan jumlah sampah tertimbun min 1 juta ton untuk kelayakan teknis sistem pengumpulan gas dan produksi energi

  5. Landfill Gas (LFG) • Landfill gas (LFG) adalah by-product dekomposisi dari sampah kota • Untuk setiap 1 juta ton sampah kota (asumsi sampah negara 2 musim), setara dengan 1.1 mW or 60,000 MMBtu/tahun, setara dengan: • 9,600 kendaraan di jalan, ATAU • 13,000 hektar hutan yg tertanam, ATAU • 210 kereta batubara yg tidak digunakan, ATAU • 100,000 barrels minyak yg tidak digunakan

  6. Komposisi Gas – Gas Utama • Methane (45 - 60 % by volume) • Carbon Dioxide (40 - 60 % by volume) • Nitrogen (2 - 5 % by volume) • Oxygen (0.1 - 1.0 % by volume) • Ammonia (0.1 - 1.0 % by volume) • Hydrogen (0 - 0.2% by volume)

  7. Komposisi LFG - Trace Gas (kurang dari 0.6 % by volume) • Odor causing compounds • Aromatic hydrocarbons • Chlorinated solvents • Aliphatic hydrocarbons • Alcohols • Polyaromatic hydrocarbons

  8. Potensi Dampak dan Keuntungan Potensi Dampak: • Gangguan bau • Emisi gas rumah kaca • Isu kesehatan dan dampak toksik • Potensi ledakan • Tekanan terhadap tanaman Potensi Keuntungan: • Penggunaan langsung sebagai bahan bakar • Produksi tenaga listrik • Pendukung sistem perpipaan gas • Pengganti bahan bakar fossil • Dihasilkannnya produk tersintesis spt methanol

  9. Properti Gas Metana • Formula Molekul: CH4 • Nilai panas: 2350 J/g • Kelarutan dalam air: 17 mg/L • Ratio O2:CH4 untuk terjadinya pembakaran: 2

  10. Gas Metana • Tidak berwarna, tidak berbau dan tidak berasa • Sumber metana yang lain: rawa, pertambangan batubara/minyak, proses fermentasi, dll. • Mudah terbakar dan 5% (v/v) Lower explosive limit • Metana dapat menyebabkan oksigen defisiensi di lingkungan (asphyxiation) dan resiko meledak • Metana yg diproduksi di landfill dapat merepresentasikan bahaya terhadap daerah sekitar

  11. Rekasi Methanogenesis CH3COO- + H2O ---> CH4 + HCO3- acetate + water ---> methane + bicarbonate 4H2 + CO2 ---> CH4 + 2H2O hydrogen + carbon ---> methane + water dioxide

  12. Kondisi optimum proses Methanogenesis • Kelembaban/kadar air yg cukup • Nutrien yg cukup • TIdak hadirnya oksigen and materi toxic • Kondisi pH relatif netral 6.7 - 7.2 • Alkalinitas > 2000 mg/l sbg calcium carbonate • Asam volatil < 3000 mg/L sbg Asam asetat • Temperatur internal 86o F - 131oF

  13. Traditional LandfillGoal: Keep Liquids Out CH4, CO2 Cap Buried Waste(little decomposition) Leachate toTreatment Plant Liner and LeachateCollection system

  14. Bioreactor Landfill Definisi Sanitary landfill yang dioperasikan ditujukan untuk stabilisasi cepat dari sampah organik sampah yang dapat terdekomposisi dengan kontrol ketat terhadap proses biologi

  15. Bioreactor Landfill Potensi Keuntungan • Kapasitas disposal yg meningkat • Pengoperasian fleksibel dalam pengelolaan leachate • Meningkatkan kelayakan LFG untuk konversi energi • Kemungkikan mengurangi biaya dalam jangka panjang • Lebih meningkatkan keberlanjutan pengelolaan persampahan

  16. Bioreactor Landfill Metode • Menyiapkan kondisi untuk degradasi sampah organik oleh mikroorganisme yang kelaparan • Biasanya dilakukan dengan meningkatkan kadar air/kelembaban dlm TPA • Resirkulasi Leachate • Penambahan air • Bisa saja kemungkinan berupa penambahan udara

  17. Bioreactor LandfillGoal: Rapid Stabilization LeachateRecirculation CH4, CO2 Cap Buried Waste(rapid decomposition) Leachate toTreatment Plant Liner and LeachateCollection System Schematic Shows Anaerobic Operation

  18. Anaerobic Landfill Bioreactor Schematic

  19. Bioreactor Landfill Gas Production Conventional Landfill

  20. Sumur Ekstraksi Landfill Gas • Landfill gas dikumpulkan melalui sumur pengumpul vertikal (dan horizontal) yang ditanam ke dalam timbunan sampah (~1 per hektar) • Gas yang tidak bermanfaat dapat saja dibakar melalui suatu flare

  21. Landfill Gas Recovery

  22. Pemanfaatan LFG • LFG dapat digunakan dalam berbagai bentuk: • Bahan bakar boiler • Produksi listrik • Evaporasi leachate • Memanaskan rumahkaca • Bahan bakar kendaraan • Meningkatkan kualitas sistem perpipaan • LFG bukan hanya sumber energi, yg jika digunakan, sebenranya dapat menyisihkan materi polutan dari udara

  23. Penjualan Langsung Gas • Gas dipompa untuk konsumen sekitar lokasi untuk boiler • Layak bila dengan sistem perpipaan 1 - 5 miles • Mudah, teknologinya sudah terbukti • Minimum kebutuhan perlengkapan proses • Biaya efektif: $1.50 - 3.50 per MMBtu, tergantung: • Panjang pipa • Sistem pengumpulan di lokasi Cleaver Brooks 20,000 lb/hr Boiler

  24. Produksi Listrik • Listrik dapat dijual ke berbagai fasilitas, konsumen sekitar, atau untuk keperluan fasilitas sendiri • Kapasitas 500 kW - 50 MW • Komitmen pembelian untuk setiap renewable energi oleh pemerintah • Biaya kapital $1,000-$1,500 per KW Caterpillar 3516 800 kW genset

  25. Combustion Gas Turbine Solar 3 MW Gas Turbine Milwaukee, WI

  26. Steam Turbine 50 MW Steam Turbine Whittier, CA

  27. Peningkatan kualitas sistem perpipaan gas • LFG diinjeksi kedalam sistem perpipaan gas alam lainnya gas pipeline • Lebih efektif untuk landfill yang luas ( > 4 juta ft3/hari LFG) • Lebih bermanfaat untuk daerah dimana harga gas alam mahal • Biaya kapital tinggi karena kebutuhan proses untuk menyisihkan nitrogen dan materi lain yg tidak diinginkan • Spesifikasi kualitas yg ketat • $3.60 - $4.15 per MMBtu 10 MMcfd Selexol Plant, Fresh Kills, NY

  28. Fuel Cells • Secara kimia mengkonversi gas menjadi listrik • Efisiensi tinggi • Minimum emisi • Biaya tinggi • Approximately $3,000 per kW Northeast Utilities 200 kW Fuel Cell

  29. Microturbines • Dapat menghasilkan energi setempat dengan cepat • Kapasitas tersedia 25kW - 75 kW. • Emisi rendah • Kapasitas bahan bakar bervariasi • Bobot ringan, ukuran kecil • Tidak membutuhkan pengolahan pendahuluan • Biaya perawatan rencah ($.01 per KWhr) • Biaya operasional $700 - $1200 per kW Allied Signal Parallon 75

  30. Vehicle Fuel • LFG harus dikompres (Compressed landfill gas (CNG)) • Harga LNG/CNG lebih rendah dibanding harga bahan bakar diesel • Mengurangi penggunaan bahan bakar fosil • Mengurangi polusi ozon • Kendaraan dg alternatif masih terbatas • Retrofit = $3,500 to $4,000 per kendaraan • Biaya pembangunan stasiun pengisian = $1,000,000 • Harga bahan bakar = $.48 to $1.26 per gallon

More Related