Insinerasi: Pengertian, Teknologi, dan Dampak Lingkungan

Dipublikasikan oleh Dias Perdana Putra

02 April 2024, 09.46

Pengoperasian insinerator di atas kapal induk (en.wikipedia.org)

Insinerasi

Insinerasi adalah proses pengolahan sampah yang melibatkan pembakaran zat-zat yang terkandung dalam bahan sampah. Pabrik industri untuk pembakaran sampah sering disebut sebagai fasilitas pengolahan sampah menjadi energi. Proses ini mengubah limbah menjadi abu, gas buang, dan panas. Gas buang harus dibersihkan dari polutan sebelum dilepaskan ke atmosfer. Panas yang dihasilkan dari pembakaran dapat digunakan untuk menghasilkan tenaga listrik.

Insinerasi dengan pemulihan energi adalah salah satu teknologi limbah menjadi energi seperti gasifikasi, pirolisis, dan pencernaan anaerobik. Insinerasi dapat mengurangi volume pembuangan sampah yang diperlukan secara signifikan, meskipun tidak sepenuhnya menggantikan penimbunan. Fasilitas insinerasi yang dibangun beberapa dekade lalu seringkali tidak mencakup pemisahan bahan untuk menghilangkan bahan berbahaya atau dapat didaur ulang sebelum dibakar.

Insinerasi memiliki manfaat besar untuk pengolahan limbah khusus seperti limbah klinis dan limbah berbahaya dimana patogen dan racun dapat dihancurkan oleh suhu tinggi. Beberapa negara seperti Jepang, Singapura, dan Belanda sangat mengandalkan insinerasi karena lahan merupakan sumber daya yang langka. Denmark dan Swedia telah menjadi pemimpin dalam penggunaan energi yang dihasilkan dari insinerasi selama lebih dari satu abad.

Pada tahun 2005, pembakaran sampah menghasilkan 4,8% konsumsi listrik dan 13,7% dari total konsumsi panas domestik di Denmark. Sejumlah negara Eropa lainnya juga sangat bergantung pada insinerasi untuk menangani sampah kota, termasuk Luksemburg, Belanda, Jerman, dan Prancis.

Teknologi

Incinerator (Insinerator): Incinerator adalah tungku pembakaran sampah yang digunakan untuk memproses limbah. Insinerator modern dilengkapi dengan peralatan mitigasi polusi seperti pembersihan gas buang. Ada beberapa jenis desain pabrik insinerator, termasuk moving grate, fixed grate, rotary-kiln, dan fluidized bed.

Bakar Tumpukan: Tumpukan pembakaran adalah bentuk pembuangan limbah yang sederhana dan awal, di mana bahan mudah terbakar ditumpuk di tanah terbuka dan dibakar. Tumpukan yang terbakar dapat menyebabkan polusi udara dan dapat menyebar secara tidak terkendali jika tidak diawasi dengan baik.

Bakar Barel: Pembakaran tong adalah bentuk pembakaran sampah yang lebih terkendali, di mana bahan bakar ditempatkan di dalam tong logam dan dibakar dengan ventilasi udara yang terkontrol. Pembakaran tong dapat menjadi metode yang lebih bersih daripada pembakaran tumpukan, tetapi masih dapat menghasilkan polusi jika bahan bakar yang dibakar mengandung plastik atau bahan berbahaya lainnya.

Pada tahun 2006 di Amerika Serikat, pembakaran sampah dalam jumlah kecil diizinkan dalam beberapa kasus selama tidak mengganggu orang lain dan tidak menimbulkan risiko kebakaran atau polusi yang berbahaya. Namun, beberapa negara bagian memiliki undang-undang atau peraturan yang melarang atau mengatur ketat pembakaran terbuka karena dampaknya terhadap kesehatan dan lingkungan. Orang yang berniat membakar sampah mungkin diminta untuk menghubungi otoritas setempat terlebih dahulu untuk memeriksa risiko dan kondisi kebakaran saat ini.

Memindahkan jeruji

Pabrik insinerasi yang umum digunakan untuk limbah padat perkotaan adalah insinerator parut yang bergerak, yang juga dikenal sebagai insinerator limbah padat kota (MSWI). Sistem ini memungkinkan pergerakan limbah melalui ruang bakar yang dioptimalkan untuk pembakaran yang lebih efisien dan sempurna.Prosesnya dimulai dengan limbah dimasukkan oleh derek limbah melalui "tenggorokan" di salah satu ujung jeruji. Limbah kemudian bergerak turun melalui jeruji yang menurun ke lubang abu di ujung yang lain. Di sini, abu dibuang melalui kunci air.

Udara pembakaran primer disuplai melalui jeruji dari bawah untuk membantu pembakaran dan mendinginkan jeruji. Udara pembakaran sekunder, yang bertujuan untuk pembakaran sempurna gas buang, disuplai ke boiler dengan kecepatan tinggi melalui nozel di atas jeruji. Ini memfasilitasi pencampuran yang lebih baik dan memastikan kelebihan oksigen.

Menurut Petunjuk Insinerasi Sampah Eropa, pabrik insinerasi harus dirancang untuk memastikan gas buang mencapai suhu minimal 850 °C selama 2 detik untuk memastikan penguraian zat organik beracun dengan tepat. Untuk memenuhi ini, pemasangan pembakar tambahan cadangan diperlukan untuk membakar ke dalam ketel jika nilai kalor limbah menjadi terlalu rendah.Gas buang kemudian didinginkan di superheater, di mana panas dipindahkan ke uap, memanaskan uap hingga suhu tertentu untuk menghasilkan listrik di turbin. Setelah itu, gas buang dialirkan ke sistem pembersihan gas buang.

Di Skandinavia, pemeliharaan terjadwal biasanya dilakukan selama musim panas, ketika permintaan akan pemanas distrik rendah. Banyak instalasi insinerasi terdiri dari beberapa 'jalur boiler' yang terpisah, sehingga limbah dapat terus diterima di satu jalur boiler sementara jalur lainnya sedang menjalani pemeliharaan atau peningkatan.

Insinerator parut yang lebih tua dan sederhana menggunakan sel berlapis batu bata dengan jeruji logam tetap di atas lubang abu yang lebih rendah. Limbah dimuat melalui satu bukaan di bagian atas atau samping, sementara padatan yang tidak mudah terbakar yang disebut klinker dibuang melalui bukaan di samping lainnya. Namun, banyak insinerator kecil semacam ini telah digantikan oleh alat pemadat sampah.

Insinerator tanur putar digunakan oleh pemerintah kota dan pabrik industri besar. Desainnya terdiri dari dua ruang: ruang primer dan ruang sekunder. Ruang utama terdiri dari tabung silinder berlapis tahan api yang miring, dengan lapisan tahan api bagian dalam untuk melindungi struktur kiln. Di ruang utama, terjadi konversi fraksi padat menjadi gas, dengan bantuan pergerakan silinder pada porosnya. Ruang sekunder diperlukan untuk menyelesaikan reaksi pembakaran fase gas.

Insinerator terfluidisasi menggunakan aliran udara yang kuat melalui hamparan pasir. Udara merembes melalui pasir, menciptakan lapisan terfluidisasi di mana limbah dan bahan bakar dapat dimasukkan dan dicampur secara efisien. Hal ini memungkinkan seluruh massa limbah, bahan bakar, dan pasir untuk bersirkulasi sepenuhnya melalui tungku.Ada juga insinerator khusus, seperti insinerator serbuk gergaji di pabrik furnitur, yang memerlukan banyak perhatian karena harus menangani bubuk resin dan banyak bahan mudah terbakar. Sistem pencegahan pembakaran kembali sangat penting dalam kasus ini.

Panas yang dihasilkan oleh insinerator dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan uap yang kemudian digunakan untuk menggerakkan turbin sehingga menghasilkan listrik. Rata-rata energi bersih yang dihasilkan per ton sampah kota adalah sekitar 2/3 MWh listrik dan 2 MWh pemanas distrik. Sebagai contoh, pembakaran sekitar 600 metrik ton sampah per hari dapat menghasilkan sekitar 400 MWh energi listrik per hari dan 1200 MWh energi pemanas distrik per hari.

Emisi gas

Dioksin dan furan

Kekhawatiran utama terkait pembakaran sampah kota (MSW) adalah emisi dioksin dan furan dalam jumlah besar. Dioksin dan furan dianggap sebagai bahaya kesehatan yang serius. Meskipun demikian, beberapa data menunjukkan bahwa persentase emisi dioksin dari pabrik insinerasi telah menurun secara signifikan.

Sebagai contoh, pada tahun 2005, Kementerian Lingkungan Hidup Jerman memperkirakan bahwa pada tahun 2000, persentase emisi dioksin dari pabrik insinerasi di Jerman hanya sekitar 1%, dibandingkan dengan sepertiga pada tahun 1990. Data dari Badan Perlindungan Lingkungan Amerika Serikat juga menunjukkan bahwa persentase pembakaran dari total persediaan dioksin dan furan dari semua sumber yang diperkirakan di AS untuk setiap jenis insinerasi adalah relatif rendah, dengan pembakaran limbah kota hanya menyumbang sekitar 5,9% dari total persediaan dioksin.

Selain itu, peraturan pemerintah telah berkontribusi pada pengurangan signifikan emisi dioksin dari pembakaran sampah kota di AS. Pada tahun 1987, sebelum peraturan pengendalian emisi diterapkan, total emisi dioksin dari pembakaran sampah kota di AS mencapai 8.905,1 gram TEQ per tahun. Namun, saat ini, total emisi dioksin dari pabrik hanya sekitar 83,8 gram TEQ per tahun, mengalami pengurangan yang signifikan sebesar 99%.

Meskipun demikian, masih terdapat kekhawatiran terkait pembakaran limbah rumah tangga dan taman di halaman belakang di beberapa daerah pedesaan, yang menghasilkan emisi dioksin. Studi menunjukkan bahwa penggunaan tong pembakaran oleh satu keluarga dapat menghasilkan lebih banyak emisi dioksin dibandingkan dengan pabrik insinerasi yang memproses 200 metrik ton sampah per hari.

Penting untuk mencatat bahwa sebagian besar peningkatan emisi dioksin di AS terjadi pada insinerator sampah kota berskala besar, meskipun mereka hanya memproses sebagian kecil dari total sampah yang dibakar. Hal ini menunjukkan bahwa insinerator skala besar perlu mendapat perhatian khusus dalam pengendalian emisi dioksin.

Disadur dari: https://en.wikipedia.org/wiki/Incineration