Pengelolaan Leachate (Lindi) Pada Landfill

Masalah utama yang dijumpai dalam aplikasi penimbunan/pengurugan sampah atau limbah padat lainnya ke dalam tanah adalah kemungkinan pencemaran air tanah oleh lindi, terutama di daerah yang curah hujan dan muka air tanahnya tinggi. Timbulan (debit) lindi serta kualitasnya yang keluar dari timbunan sampah sangat berfluktuasi karena bergantung pada curah hujan serta karakter sampah yang ditimbun. Kaitan antara banyaknya hujan dan timbulan lindi perlu ditentukan bila hendak merancang kapasitas penanganan lindi, demikian juga beban cemaran lindi yang akan digunakan dalam perancangan.

Didasarkan atas komponen limbah padat yang ditimbun, maka kemungkinan terlepasnya komponen-komponen pencemar dari sebuah landfill adalah sebagai berikut:

  • Komponen sisa makanan (organik), kayu dan kertas:
    • Dapat terbilas dalam lindi: CO2, asam organik, fenol, N-NH4, N-NO2, N-NO3, SO4, fosfat, karbonat dsb
    • Sebagai protoplasma mikrobial: C, NH4, P dan K
    • Muncul ke atm osfer sebagai: CO2, CH4, volatil berantai pendek dari asam lemak, NH3, H2S, merkaptan, dsb
  • Komponen plastik dan karet:
    • Plastik tidak terdegradasi
    • Karet sintesis praktis tidak terdegrasi
    • Karet alamiah terdegradasi secara lambat
  • Kain dan tekstil:
    • Materi-materi sintesis : sulit terdegrasi
    • Sebagai biomassa: NH4, S, C, P dan K
    • Terlarut dalam lindi: CO2, asam-asam organik, fosfat, N-NH4, N-NO2, N-O3
    • Muncul sebagai gas: CO2, CH4, asam-asam volatil, NH3, H2S, merkaptan dsb
  • Komponen logam:
    • Berbentuk oksida logam, termasuk logam berat, seperti: Al2O3, Al(OH)3, CrO2, Cr2O3, HgO, dsb
    • Dapat terlarut dalam lindi : senyawa sulfat dari Ca, Mg, senyawa bikarbonat dari Fe, Ca, Mg serta senyawa oksida dari Sn, Zn, Cu dan seterusnya

 

1.  TIMBULAN LINDI

1.1.  Terjadinya lindi

Lindi adalah limbah cair yang timbul akibat masuknya air eksternal ke dalam timbunan sampah, melarutkan dan membilas materi-materi terlarut, termasuk juga materi organik hasil proses dekomposisi biologis. Dari sana dapat diramalkan bahwa kuantitas dan kualitas lindi akan sangat bervariasi dan berfluktuasi (Lihat gambar 1). Dapat dikatakan bahwa kuantitas lindi yang dihasilkan akan banyak tergantung pada masuknya air dari luar, sebagian besar dari air hujan, disamping dipengaruhi oleh aspek operasional yang diterapkan seperti aplikasi tanah penutup, kemiringan permukaan, kondisi iklim, dan sebagainya. Kemampuan tanah dan sampah untuk menahan uap air dan kemudian menguapkannya bila memungkinkan, menyebabkan perhitungan timbulan lindi agak rumit untuk diprakirakan.

Dalam kaitannya dengan perancangan prasarana sebuah landfill, paling tidak terdapat dua besaran debit lindi yang dibutuhkan dari sebuah lahan urug, yaitu:

  • Guna perancangan saluran penangkap dan pengumpul lindi, yang mempunyai skala waktu dalam orde yang kecil (biasanya skala jam), artinya saluran tersebut hendaknya mampu menampung lindi maksimum yang terjadi pada waktu tersebut
  • Guna perancangan pengolahan lindi, yang biasanya mempunyai orde dalam skala hari, dikenal sebagai debit rata-rata harian.

Gambar 1. Skema terjadinya lindi (Vesilind, 2002)

Rancangan praktis yang sering digunakan di Indonesia untuk perancangan antara lain adalah :

  • Debit pengumpul lindi:
    • Dihitung dari rata-rata hujan maksimum harian dari data beberapa tahun
    • Assumsi bahwa curah hujan akan terpusat selama 4 jam sebanyak 90 %
  • Debit pengolah lindi:
    • dihitung dari rata-rata hujan maksimum bulanan, dari data beberapa tahun, atau
    • dihitung dari neraca air, kemudian diambil perkolasi kumulasi bulanan yang maksimum

Produksi lindi bervariasi tergantung pada kondisi tahapan pengoperasian landfill, yaitu:

  • Dalam tahap pengoperasian (terbuka sebagian): dalam tahapan ini, bagian-bagian yang belum ditutup tanah penutup akhir, baik lahan yang sudah dipersiapkan maupun sampah yang hanya ditutup tanah penutup harian, akan meresapkan sejumlah air hujan yang lebih besar.
  • Setelah pengoperasian selesai (tertutup seluruhnya): dalam kondisi ini sampah telah dilapisi tanah penutup akhir. Tanah penutup akhir berfungsi untuk mengurangi infiltrasi air hujan, sehingga produksi juga akan berkurang.

Pendekatan yang biasa digunakan dalam memprediksi banyaknyanya lindi dari sebuah landfill adalah dengan metode neraca air dengan:

  • Metode Thorntwaite
  • Metode HELP, yang dikembangkan oleh USEPA. 

1.2.  Metode neraca air dari Thorntwaite

Lindi yang timbul setelah pengoperasian selesai, dapat diperkirakan dengan menggunakan suatu metoda yang disebut Metoda Neraca Air (Water Balance Method). Metoda ini didasari oleh asumsi bahwa lindi hanya dihasilkan dari curah hujan yang berhasil meresap masuk ke dalam timbunan sampah (perkolasi). Beberapa sumber lain seperti air hasil dekomposisi sampah, infiltrasi muka air tanah, dan aliran air permukaan lainnya dapat diabaikan. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kuantitas perkolasi dalam Metoda Neraca Air ini adalah:

  • Presipitasi
  • Evapotransipitasi
  • Surface run-off, dan
  • Soil moisture storage. 

Gambar 2 berikut menggambarkan sistem input-output dari neraca air, dengan persamaan:

PERC = P -(RO) – (AET) -(ΔST)
I = P – (R/O)
APWL =∑NEG (I- PET)
AET = (PET) + [ (I – PET) – (ΔST)]
  • PERC = perkolasi, air yang keluar dari sistem menuju lapisan di bawahnya, akhirnya menjadi leachate (lindi)
  • P =presipitasi rata-rata bulanan dari data tahunan
  • RO = limpasan permukaan (runoff) rata-rata bulanan dihitung dari presipitasi serta koefisien limpasan
  • AET = aktual evapotranspirasi , menyatakan banyaknya air yang hilang secara nyata dari bulan ke bulan
  • ΔST = perubahan simpanan air dalam tanah dari bulan ke bulan, yang terkait dengan soil moieture stotage
  • ST = soil moisture storage, merupakan banyaknya air yang tersimpan dalam tanah pada saat keseimbangan
  • I = infiltrasi, jumlah air terinfiltrasi ke dalam tanah
  • APWL = accumulated potential water loss , merupakan nilai negatif dari (I-PET) yang merupakan kehilangan air secara kumulasi
  • I- PET = nilai infiltrasi dikurang potensi evapotranspirasi; nilai negarif menyatakan banyaknya infiltrasi air yang gagal untuk dipasok pada tanah, sedang nilai positip adalah kelebihan air selama periode tertentu untuk mengisi tanah.
  • PET = potensial evapotranspirasi, dihitung berdasarkan atas nilai rata-rata bulanan dari data tahunan

Gambar 2. Input – output konsep neraca air

Dengan menganggap aliran air ke bawah sebagai sistem berdimensi-satu, maka model neraca air yang dikembangkan oleh Thorntwaite [Thorntwaite], dapat digunakan untuk menghitung perkolasi air dalam tanah penutup menuju lapisan sampah di bawahnya.

Salah satu keuntungan penggunaan tanah penutup akhir dalam mengurangi timbulnya lindi adalah dari kemampuan penyerapan airnya. Air akan tertahan dalam tanah sampai menyamai angka field capacity-nya. Air yang terkandung oleh tanah bergantung pada jenis tanah dan berkurang dengan adanya evapotranspirasi dan bertambah kembali akibat infiltrasi. Tanpa adanya tanaman, setelah periode yang lama, tanah akan mempunyai kandungan air setinggi field capacity. Bila terdapat tanaman, maka akar mengambil air dan menguapkannya sehingga air akan berada di bawah field capacity tersebut. Pada saat air mencapai wilting points, maka akar tidak dapat lagi mengambil air dalam tanah tersebut (Lihat Gambar 3). Porositas, field capacity, dan wilting point mempunyai nilai antara 0 hingga 1. Porositas harus lebih besar dari field capacity, dimana perubahannya harus lebih besar dari wilting point. Wilting point harus lebih besar dari nol. Nilai dari porositas, field capacity dan wilting point tidak digunakan untuk liner, kecuali untuk nilai awal kadar air dari liner ke nilai porsitas.

Gambar 3 menggambarkan bahwa air akan tertahan dalam tanah sampai menyamai angka field capacity -nya. Air yang terkandung oleh tanah bergantung pada jenis tanah dan berkurang dengan adanya evapotranspirasi dan bertambah kembali akibat infiltrasi. Tanpa adanya tanaman, setelah periode yang lama, tanah akan mempunyai kandungan air setinggi field capacity-nya. Bila terdapat tanaman, maka akar mengambil air dan menguapkan sehingga air akan berada di bawah field capacity tersebut. Pada saat air mencapai wilting points, maka akar tidak dapat lagi mengambil air dalam tanah tersebut. Di bawah titik ini kandungan air dikenal sebagai air higroskopis (Hygroscopic water) yaitu air yang terikat pada partikel-partikel tanah dan tidak dapat dikurangi oleh transpirasi. Dengan demikian, air tersedia (Available water) berkisar antara wilting points dan field capacity. Air inilah yang akan mengalami pergerakan kapiler dan jumlah ini berubah karena evapotranspirasi dan infiltrasi. Tabel 1 di bawah ini adalah jumlah air yang tersedia pada berbagai jenis tanah.

Gambar 3. Konsep kandungan air dalam tanah

Tabel 1. Jumlah air yang dapat diserap oleh beberapa jenis tanah (mm/m) (Water Balance Method, EPA 1975)

Jenis tanah Field capacity Wilting point Jumlah air yang tersedia (available water)
Fine Sand 120 20 100
Sandy Loam 200 50 150
Silty Loam 300 100 200
Clay Loam 375 125 250
Clay 450 150 300
Sampah 200-350

Satuan yang digunakan dapat berupa milimeter-air per meter tinggi media. Contoh, bila yang digunakan untuk penutupan sebuah landfill adalah silty clay dengan ketebalan 0,5 m, maka diperkirakan jumlah air yang dapat diserap pada field capacity-nya adalah 0,5 m x 250 mm/m = 125 mm.

Beberapa nilai karakteristik tambahan yang perlu dicatat adalah (HD Sharma and SP Lewis)

  • Total porosity:
    • Sampah kota = 0,67
    • Tanah dikompaksi = 0,40
    • Fly ash dari electric plant = 0,541
    • Bottom ash = 0,578
    • Slag fine copper = 0,375
  • Moisture content: sampah kota = 15 – 40 %
  • Field capacity:
    • Sampah = 224
    • Clay liner dikompaksi = 356
    • Fly ash dari electric plant = 187
    • Slag fine copper = 55
  • Wilting point:
    • Sampah kota = 84,1
    • Liner tanah clay dikompaksi = 290
    • Fly ash dari electric plant = 47,1
    • Bottom ash = 64,9
    • Slag fine copper = 20
  • Saturated hydraulic conductivity:
    • Sampah kota = 1 x 10-3 s/d 4 x 10-1 cm/det
    • Liner tanah clay dikompaksi = 1 x 10-7 s/d 4 x 10-8 cm/det
    • Fly ash dari electric plant = 5 x 10-5 cm/det
    • Bottom ash = 4 x 10-3 cm/det
    • Slag fine copper = 4 x 10-2 cm/det

Evapotranspirasi terjadi karena adanya penguapan dari tanah, dan transpirasi, yaitu pernafasan tumbuhan yang terdapat pada lapisan tanah penutup. Jumlah air yang hilang atau kembali ke atmosfer lebih besar pada transpirasi dibandingkan pada evaporasi. Tumbuhan berfungsi untuk menahan air agar air tidak diteruskan ke lapisan sampah, dan bagian daun akan menguapkan air tersebut. Evapotranspirasi yang sebenarnya terjadi (Actual Evapotranspiration = AET) tergantung persediaan air dalam tanah (soil moisture storage). Angka AET ini tidak sama dengan data ET dari stasiun meteorologi. Angka ET ini terjadi pada kondisi air yang selalu tersedia. Angka ET stasiun meteorologi ini disebut Potential Evapotranspiration (PET) atau evapotranspirasi maksimum yang dapat terjadi.

Bila soil moisture storage mendekati field capacity, ET mencapai nilai maksimumnya, tetapi bila soil moisture mendekati wilting point, ketersediaan air yang terbatas itu akan mengurangi laju ET. Metoda untuk mengetahui air yang dapat diserap setelah terjadi PET tertentu telah dikembangkan oleh Thorntwaite. PET dihitung dengan eksperimen maupun dengan metode empirik.

Umumnya tidak tersedianya data evapotranspirasi, maka nilai PET dikembangkan dari nilai evaporasi hasil pengukuran dilapangan dengan evaporimeter, yang memerlukan suatu faktor koreksi tertentu. Faktor koreksi ini dihitung dengan menggunakan perbandingan antara evapotranspirasi tanah berumput yang terairi dengan baik, dengan Panevaporasi klas A, yaitu Pan yang terletak pada tanah berumput. Cara lain adalah dengan pendekata n empirik, seperti metode-metode Thorntwaite, Blaney -Criddle, Penmann atau metode Christiansen. Berikut ini diberikan contoh metode neraca air dengan Thornwaite dengan parameter PET yang dihitung dengan pendekatan Thorntwaite.

Contoh perhitungan metode Thorntwaite:

Uraian di bawah ini menunjukkan penerapan dari cara perhitungan tinggi perkolasi (lindi) dengan menggunakan metoda neraca air. Data Klimatologi yang digunakan sebagai input pada Neraca Air Thorntwaite:

  • Data Presipitasi ( Rata-rata bulanan tahunan)
  • Data Temperatur udara (Rata-rata bulanan tahunan)
  • Posisi geografis stasiun meteorologi setempat

Diberikan data klimatologi pada stasiun meteorologi kota Bandung tahun 1989– 2001 (Tabel 2 dan 3). Dengan posisi geografis terletak pada 6° 10’ BS

Diketahui data desain Landfill adalah sebagai berikut:

  • Tanah yang digunakan sebagai penutup akhir adalah: 60% sand, 10% clay, 30% silt.
  • Ketebalan tanah penutup 0,6 m dan memiliki 2 % slope datar pada permukaannya.
  • Sampah, tanah penutup, dan tanaman penutup ditempatkan pada saat bulan pertama yaitu pada permulaan perhitungan. Jadi, perkolasi yang terjadi sebelum penempatan tanah penutup akhir diabaikan.
  • Permukaan ditanami tanaman rumput dengan akar sedang.

Langkah-langkah:

  • [1]. Menentukan jenis tanah yang digunakan sebagai final cover sesuai USDA. Dengan memperhatikan segitiga tekstur, maka berdasarkan persen komposisi tanah yang digunakan sebagai penutup akhir didapatkan jenis tanah adalah sandy loam
  • [2]. Selanjutnya dengan melihat pada Tabel 1, diperoleh jumlah air tersedia (yang dapat disimpan) pada jenis tanah sandy loam, yaitu, 150 mm/m. Apabila pada data desain landfill terdapat timbunan sampah, maka digunakan persamaan (1) untuk menghitung jumlah air yang dapat disimpan pada tanah penutup dan sampah, yaitu:

Tabel 2. Curah Hujan Bulanan Stasiun Geofisika Bandung 1989 – 2001

Thn Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des
1989 346.8 134.5 184.6 273 301.1 111.5 46.5 138.5 22.2 93.3 170 421.7
1990 272.4 386.8 116 225.3 116.8 55.2 81.1 162.1 137.5 25.1 188.2 278.2
1991 39.3 75.8 443.6 169 34.9 1.5 6.7 0 87.7 37.7 489.1 341
1992 317 254.3 406.3 335.6 178 62.1 117.2 140 80 220.9 433.9 340
1993 241.6 101.6 390.7 173.6 114.4 118.7 14.3 96.1 80.4 122.7 236.6 241.6
1994 339.5 225.6 363.2 425.7 85.4 65.5 0 11.7 55.5 51.6 223.1 163.6
1995 185.6 120 273.8 163 189.1 129.6 50.5 0 70.2 229.9 387 125.8
1996 292.4 166.3 229.7 245.6 99 52.8 89.7 107.6 142 292.3 610.2 229.9
1997 139.1 105.5 189 227.2 291.4 4 15.1 16.5 1.4 37 111.4 318.8
1998 184 409.3 481.2 275.4 178.5 236.9 118.5 74.6 134.3 196.6 217.3 97.6
1999 192.3 174 239.2 130.4 248.3 67.4 70.5 23 18.7 265.7 288.8 233.2
2000 265.3 136.2 147.2 248.1 239.1 47.4 80.7 19.8 44.8 152.4 291.3 70.7
2001 219.6 205.5 209 235.3 83.1 87.5 187.2 53.9 107.3 408 564.4 46.4

Tabel 3. Temperatur Bulanan Stasiun Geofisika Bandung 1989 – 2001

Thn

Jan

Feb

Mar

Apr

Mei

Jun

Jul

Ags

Sep

Okt

Nov

Des

1989

22.7

22.6

23

23.2

22.5

22.6

22.5

22.5

23.5

23.6

23.7

23.0

1990

22.4

22.6

23

22.7

23.2

22.8

22.2

22.7

23.0

24.1

24.1

22.9

1991

23.7

23.1

22.5

23.2

23.2

22.3

22.6

22.7

23.3

23.9

22.2

22.6

1992

22.3

22.3

22.5

22.8

23.3

22.8

22.1

22.6

22.7

22.4

22.5

22.9

1993

22.6

22.5

22.5

22.9

23.5

23.0

23.0

22.9

23.3

23.9

23.6

23.3

1994

22.7

22.9

22.8

23.0

22.7

22.6

21.8

22.1

23.1

23.8

23.7

23.4

1995

23.0

23.1

23.1

23.5

23.5

23.2

23.2

22.9

23.6

23.4

23.0

23.7

1996

23.0

22.9

23.0

23.4

23.4

23.2

22.7

22.6

23.6

24.2

23.6

23.2

1997

22.5

23.1

23.6

23.0

23.2

22.6

22.4

23.1

23.5

24.4

23.9

23.6

1998

24.1

23.5

23.4

23.6

24.2

23.2

23.1

23.4

23.6

23.4

23.4

23.5

1999

23.1

22.8

23.2

23.3

22.6

22.6

22.2

22.4

23.4

23.1

23.1

23.1

2000

22.7

22.8

23.1

22.3

23.6

22.8

22.9

23.0

23.2

23.7

23.3

23.9

2001

22.7

22.7

23.1

23.3

23.5

23.1

22.4

23.2

23.8

22.7

23.1

24.0

 

1

  • [3]. Merata-ratakan data presipitasi dan temperatur secara bulanan sehingga diperoleh hasil sebagai berikut.

Rata-rata

Jan

Feb

Mar

Apr

Mei

Jun

Jul

Ags

Sep

Okt

Nov

Des

Presipitasi

232

184

287

236

158

78

71

63

71

154

315

240

Temperatur

22.8

22.9

23.1

23.1

23.3

22.9

22.6

22.8

23.4

23.6

23.3

23.3

  • [4]. Menghitung potensi evapotranspirasi menggunakan metode Thorntwhaite.
    • Menghitung indeks panas untuk tiap bulannya dengan persamaan:
  2
  • Menghitung nilai Potensi Evapotranspirasi (PET) dengan persamaan (3)
  3

dimana konstanta a dan c tergantung dari lokasi. (c = 1.62)

a = 0,000000675.I3 – 0.0000771.I2 + 0.01792.I + 0,49239 4
  • Melakukan kalibrasi menggunakan faktor lama penyinaran matahari (Tabel 4) berdasarkan posisi geografis stasiun meteorologi setempat (6° 10’ BS)
  • Menghitung nilai PET yang sudah dikalibrasi.
PET = r * UPET (b) 5

Tabel 4. Koefisien penyesuaian menurut bujur dan bulan

Bulan J F M A M J J A S O N D
B.U.
0 1.04 0.94 1.04 1.01 1.04 1.01 1.04 1.04 1.01 1.04 1.01 1.04
5 1.02 0.93 1.03 1.02 1.06 1.03 1.06 1.05 1.01 1.03 0.99 1.02
10 1.00 0.91 1.03 1.03 1.08 1.06 1.08 1.07 1.02 1.02 0.98 0.99
15 0.97 0.91 1.03 1.04 1.11 1.08 1.12 1.08 1.02 1.01 0.95 0.97
20 0.95 0.9 1.03 1.05 1.13 1.11 1.14 1.11 1.02 1.00 0.93 0.94
25 0.93 0.89 1.03 1.06 1.15 1.14 1.17 1.12 1.02 0.99 0.91 0.91
26 0.92 0.88 1.03 1.06 1.15 1.15 1.17 1.12 1.02 0.99 0.91 0.91
27 0.92 0.88 1.03 1.07 1.16 1.15 1.18 1.13 1.02 0.99 0.90 0.90
28 0.91 0.88 1.03 1.07 1.16 1.16 1.18 1.13 1.02 0.98 0.90 0.90
29 0.91 0.87 1.03 1.07 1.17 1.16 1.19 1.13 1.03 0.98 0.90 0.89
30 0.90 0.87 1.03 1.08 1.18 1.17 1.20 1.14 1.03 0.98 0.89 0.88
31 0.90 0.87 1.03 1.08 1.18 1.18 1.20 1.14 1.03 0.98 0.89 0.88
32 0.89 0.86 1.03 1.08 1.19 1.19 1.21 1.15 1.03 0.98 0.88 0.87
33 0.88 0.86 1.03 1.09 1.19 1.20 1.22 1.15 1.03 0.97 0.88 0.86
34 0.88 0.85 1.03 1.09 1.20 1.20 1.22 1.16 1.03 0.97 0.87 0.86
35 0.87 0.85 1.03 1.09 1.21 1.21 1.23 1.16 1.03 0.97 0.86 0.85
36 0.87 0.85 1.03 1.10 1.21 1.22 1.24 1.16 1.03 0.97 0.86 0.84
37 0.86 0.84 1.03 1.10 1.22 1.23 1.25 1.17 1.03 0.97 0.85 0.83
38 0.85 0.84 1.03 1.10 1.23 1.24 1.25 1.17 1.04 0.96 0.84 0.83
39 0.85 0.84 1.03 1.11 1.23 1.24 1.26 1.18 1.04 0.96 0.84 0.82
40 0.84 0.83 1.03 1.11 1.24 1.25 1.27 1.18 1.04 0.96 0.83 0.81
41 0.83 0.83 1.03 1.11 1.25 1.26 1.27 1.19 1.04 0.96 0.82 0.80
42 0.82 0.83 1.03 1.12 1.26 1.27 1.28 1.19 1.04 0.95 0.82 0.79
43 0.81 0.82 1.02 1.12 1.26 1.28 1.29 1.20 1.04 0.95 0.81 0.77
44 0.81 0.82 1.02 1.13 1.27 1.29 1.30 1.20 1.04 0.95 0.80 0.76
45 0.80 0.81 1.02 1.13 1.28 1.29 1.31 1.21 1.04 0.94 0.79 0.75
46 0.79 0.81 1.02 1.13 1.29 1.31 1.32 1.22 1.04 0.94 0.79 0.74
47 0.77 0.80 1.02 1.14 1.30 1.32 1.33 1.22 1.04 0.93 0.78 0.73
48 0.76 0.80 1.02 1.14 1.31 1.33 1.34 1.23 1.05 0.93 0.77 0.72
49 0.75 0.79 1.02 1.14 1.32 1.34 1.35 1.24 1.05 0.93 0.76 0.71
50 0.74 0.78 1.02 1.15 1.33 1.36 1.37 1.25 1.06 0.92 0.76 0.70
B.S.
5 1.06 0.95 1.04 1.00 1.02 0.99 1.02 1.03 1.00 1.05 1.03 1.06
10 1.08 0.97 1.05 0.99 1.01 0.96 1.00 1.01 1.00 1.06 1.05 1.10
15 1.12 0.98 1.05 0.98 0.98 0.94 0.97 1.00 1.00 1.07 1.07 1.12
20 1.14 1.00 1.05 0.97 0.96 0.91 0.95 0.99 1.00 1.08 1.09 1.15
25 1.17 1.01 1.05 0.96 0.94 0.88 0.93 0.98 1.00 1.10 1.11 1.18
30 1.20 1.03 1.06 0.95 0.92 0.85 0.90 0.96 1.00 1.12 1.14 1.21
35 1.23 1.04 1.06 0.94 0.89 0.82 0.87 0.94 1.00 1.13 1.17 1.25
40 1.27 1.06 1.07 0.93 0.86 0.78 0.84 0.92 1.00 1.15 1.20 1.29
42 1.28 1.07 1.07 0.92 0.85 0.76 0.82 0.92 1.00 1.16 1.22 1.31
44 1.30 1.08 1.07 0.92 0.83 0.74 0.81 0.91 0.99 1.17 1.23 1.33
46 1.32 1.10 1.07 0.91 0.82 0.72 0.79 0.9 0.99 1.17 1.25 1.35
48 1.34 1.11 1.08 0.90 0.80 0.70 0.76 0.89 0.99 1.18 1.27 1.37
50 1.37 1.12 1.08 0.89 0.77 0.67 0.74 0.88 0.99 1.19 1.29 1.41
  • [5]. Menentukan nilai koefisien runoff (CRo) menggunakan nilai empirik pada tabel 7.5 untuk permukaan tanah datar dengan slope 2 %.
  • [6]. Menentukan nilai Runoff bulanan: Ro = P * CRo
  • [7]. Menentukan nilai Infiltrasi: I = P –Ro
  • [8]. Menentukan air yang tersedia untuk penyimpanan: I– PET
  • [9]. Menentukan nilai Accumulated Water Lost (APWL), yaitu nilai negatif dari (I-PET) yang merupakan kehilangan air secara kumulasi.
  • [10]. Menentukan soil moisture storage (ST), yaitu banyaknya air yang tersimpan dalam tanah pada saat keseimbangan. (untuk mendapatkan nilai ini lihat butir 1). Contoh perhitungan nilai ST, seperti telah disebutkan diatas bahwa jenis tanah penutup akhir yang digunakan adalah sandy loam dengan jumlah air yang tersedia 150 mm/m. Ketebalan tanah penutup adalah 0,6 m. Oleh karenanya nilai ST adalah 150 mm/m * 0.6 m = 90 mm = 100 mm. Ketersediaan tabel ST hanya 100 mm, 125 mm, dan 150 mm.
  • [11]. Dengan menggunakan Tabel 6 yaitu perubahan nilai ST untuk 100 mm untuk nilai APWL (point 8), maka diperoleh jumlah air yang tersimpan dalam tanah. Pada saat air yang tersedia dalam tanah belum mencapai 100 mm, maka nilai ST langsung dijumlah pada nilai I-PET. Karena nilai maksimal air tersimpan dalam tanah 100 mm maka penjumlahan ST dengan I-PET bulanan akan tetap bernilai 100 mm.

 Tabel 5. Nilai empiris untuk menentukan koefisien run-off (Sumber: Joint Committee of WPCF dan ASCE. 1970)

Jenis permukaan koefisien of runoff
Bituminous Streets

0.70- 0.95

Concrete Streets

0.80-095

Driveways Walks

075- 0.85

Roofs

0.75-0.95

Lawns; Sandy Soil

Flat, 2%

0.05-0.10

Average, 2-7%

0.10-0.15

Steep, 7%

0.15-0.20

Lawns, Heavy Soil

Flat, 2%

0.13-0.17

Average, 2-7%

0.18-0.22

Steep, 7%

0.25-0.35

Tabel 6. Simpanan air dalam tanah ST – 100 mm

NEG (I-PET) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 100 99 98 97 96 95 94 93 92 91
10 90 89 88 88 87 86 85 84 83 82
20 81 81 80 79 78 77 77 76 75 74
30 74 73 72 71 70 70 69 68 68 67
40 65 66 65 64 64 63 62 62 61 60
50 60 59 59 58 58 57 56 56 56 54
60 54 53 53 52 52 51 51 50 50 49
70 49 48 48 47 47 46 46 45 45 44
80 44 44 43 43 42 42 41 41 40 40
90 40 39 39 38 38 38 37 37 36 36
100 36 35 35 35 34 34 34 33 33 33
110 32 32 32 31 31 31 30 30 30 30
120 29 29 29 28 28 28 27 27 27 27
130 26 26 26 26 25 25 25 24 24 24
140 24 24 23 23 23 23 22 22 22 22
150 22 21 21 21 21 20 20 20 20 20
160 19 19 19 19 19 18 18 18 18 18
170 18 17 17 17 17 17 16 16 16 16
180 16 16 15 15 15 15 15 15 14 14
190 14 14 14 14 14 14 13 13 13 13

 Tabel 7. Perhitungan neraca air Thorntwhaite

Parameter Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nov Des Jumlah
Temperatur 22.8 22.9 23.1 23.1 23.3 22.9 22.6 22.8 23.4 23.6 23.3 23.3
Heat (t/5)^1.514 9.97 9.99 10.12 10.15 10.30 9.99 9.83 9.96 10.34 10.49 10.29 10.27 121.69
PET 91.17 91.45 93.68 94.23 96.64 91.50 88.83 90.94 97.38 99.90 96.51 96.26
Daylight factor 1.07 0.96 1.04 1.00 1.02 0.98 1.01 1.02 1.00 1.05 1.04 1.08
PET adjusted 97 88 98 94 98 90 90 93 97 105 100 104 1154
P 232 184 287 236 158 78 71 63 71 154 315 240 2091
CRO 0.075 0.075 0.075 0.075 0.075 0.075 0.075 0.075 0.075 0.075 0.075 0.075
RO 17 14 22 18 12 6 5 5 5 12 24 18 157
I 215 170 265 219 146 72 66 58 66 142 291 222 1934
I-PET 118 83 168 125 48 -17 -24 -35 -32 37 191 119
APWL 0 0 0 0 0 -17 -41 -76 -108 0 0 0
ST 100 100 100 100 100 84 66 46 33 70 100 100
AST 0 0 0 0 0 -16 -18 -20 -13 37 30 0
AET 97 88 98 94 98 88 84 78 79 105 100 104 1113
PERC 118 83 168 125 48 0 0 0 0 0 161 119 821

Kontrol: P = PERC + AET + ΔST + RO

  • [12]. Menghitung perubahan ST dari bulan terakhir (ST).
  • [13]. Menentukan Actual Evapotranspiration (AET):
    • Nilai AET = PET, untuk bulan basah dimana I > PET.
    • Nilai AET = I – ΔST, untuk bulan kering dimana I < PET.
    • Menentukan perkolasi (PERC)
    • Nilai PERC = I –PET – ΔST, untuk bulan basah dimana I>PET.
    • Nilai PERC = 0, untuk bulan kering dimana I < PET.

1.3.  Model Hydrologic Evaluation of Landfill Performance (HELP):

Model HELP dikembangkan oleh USEPA yang dapat di-download lanfgsung melalui situs. HELP merupakan program simulasi yang paling banyak digunakan di dunia dalam merancang, mengevaluasi dan mengoptimasi kondisi hidrologi dari sebuah landfill serta laju timbulan lindi yang dilepas ke alam. Versi komersialnya dengan penampilan grafik dalam sistem Windows 95/98/NT/2000 antara lain dikeluarkan oleh Waterloo-Hydrogeologic Software.

Model HELP merupakan sebuah model quasi-two-dimensional serta model hidrologi multi-layer, yang membutuhkan input data sebagai berikut:

  • Data cuaca: parameter-parameter presipitasi, radiasi matahari, temperatur dan evapotranspirasi
  • Sifat-sifat tanah: porositas, field capacity, wilting point, dan hydraulic conductivity

Informasi desaign landfill: pelapis dasar (liners), sistem pengumpul lindi, sistem pemgumpul runoff, dan kemiringan permukaan landfill

Profil struktur sebuah landfill dapat terdiri dari berbagai kombinasi dari tanah (alamiah) dan bahan artifisial (limbah, geomembran), dengan pilihan lapisan-lapisan horizontal sistem drainase. Kombinasi tersebut terlihat dalam Gambar 4.

Gambar 4. Kombinasi layer dalam model HELP [User]

Tabel 8. Hasil model HELP rata-rata tahunan

Skenario Parameter mm M3 Percen
1 Precipitasi 8817.12 15059.64 100.00
Runoff 4015.88 6859.12 45.55
Evapotranspirasi 2308.40 3942.75 26.18
Percolasi 2433.19 4155.88 27.60
2 Precipitasi 8817.12 46289.88 100.00
Runoff 0.00 0.00 0.00
Evapotranspirasi 2366.26 12422.84 26.84
Percolasi 2710.17 14228.37 30.74
3 Precipitasi 8817.12 138869.64 100.00
Runoff 3932.63 61938.89 44.60
Evapotranspirasi 2316.19 36479.93 26.27
Percolation 2551.95 40193.25 28.94
4 Precipitasi 8817.12 138869.64 100.00
Runoff 4314.92 67960.01 48.94
4Evapotranspirasi 2308.39 36357.06 26.18
Percolasi 2164.38 34089.04 24.55

Table 9. Hasil model HELP untuk harian-puncak

Skenario Harian-puncak (mm) Area (ha) Debit (L/det) m3/hari
1 12.55 1.708 2.48 214.35
2 7.42 0.525 0.45 38.96
3 7.41 1.575 1.35 116.71
4 8.04 1.575 1.47 126.63

Dari Gambar 4 tersebut, terdapat 11 (sebelas) jenis later yang dapat disusun sesuai dengan keinginan perancang landfill. Perubahan kemiringan dari masing-masing lapisan juga diperhitungkan. Model ini menggunakan teknik pemecahan numerik yang mempertimbangkan pengaruh dari surface storage, soil moisture storage, runoff, infiltrasi, evapotranspirasi, pertumbuhan vegetatif, drainase subsurface lateral, resirkulasi lindi, drainase vertikal, kebocoran melalui liner tanah atau geomembran atau bahan komposit lainnya.

Contoh hasil evaluasi model ini yang diterapkan pada sebuah landfill sampah kota di sebuah permukiman pertambangan di Papua, adalah seperti ditampilkan dalam Tabel 8 dan 9 berikut ini. Sedang skenario layer ditampilkan dalam Gambar 4. Data tersebut kemudian dapat dimunculkan secara bulanan, sehingga dapat diketahui secara lebih lengkap pola fluktuasi timbulan leachate.

Skenario yang disusun adalah sebagai berikut:

  • Skenario-1: mewakili Landfill-1 eksisting sebagai landfill yang telah ditutup
  • Skenario-2: mewakili Landfill-2 (baru) yang baru terisi sampah 1/4 bagian
  • Skenario-3: mewakili Landfill-2menggambarkan kondisi terisi penuh
  • Skenario-4: mewakili Landfill-2 setelah terisi penuh, ditutup tanah penutup

Gambar 5. Skenario yang digunakan pada model landfill

Sedang parameter -parameter input yang digunakan dalam model HELP adalah:

  • Precipitasi harian (mm) : data tahun 1996 -2002
  • Temperatur udara harian (0C) : data tahun 1996 –2002
  • Radiasi matahari harian (MJ/m2) : data tahun 1996– 2002
  • Rata-rata kecepatan angin = 0,018 Kph
  • Rata-rata kelembaban relatif untuk 4 periods of musim: kuarter-1 = 82%, kuarter-2 = 89%, kuarter-3 = 93% dan kuarter = 84%.
  • Kedalaman zone evaporation : diukur pada Landfill-1 = 75 cm
  • Assumsi musim pertumbuhan dimulai pada hari = 0, dan berakhir pada hari = 367 Assumsi maksimum larea indeks daun = 2, artinya sepanjang tahun.
  • Assumsi latitude = – 5 (nilai negatif terhadap nilai nol-ekuatorial)

2.  KUALITAS LINDI

Kualitas lindi akan tergantung dari beberapa hal, seperti variasi dan proporsi komponen sampah yang ditimbun, curah hujan dan musim, umur timb unan, pola operasional, waktu dilakukannya sampling. Tipikal kualitas lindi di luar negeri tercantum dalam Tabel 10. Terlihat bahwa lindi tersebut mempunyai karakter yang khas, yaitu:

  • lindi dari landfill yang muda bersifat asam, berkandungan organik yang tinggi, mempunyai ion-ion terlarut yang juga tinggi serta rasio BOD/COD relatif tinggi
  • lindi dari landfill yang sudah tua sudah mendekati netral, mempunyai kandungan karbon organik dan mineral yang relatif menurun serta rasio BOD/COD relatif menurun

Lindi landfill sampah kota yang berumur di atas 10 tahunpun ternyata mempunyai BOD dan COD yang tetap relatif tinggi.

Tabel 10: Rentang kualitas lindi di luar negri

Parameter Landfill umur < 2 tahun Rentang Tipikal Landfill umum > 10 tahun
BOD

2000-30.000

10.000

100 -200

COD

3000-60.000

18.000

100-500

pH

4,5 -7,5

6,0

6,6 – 7,5

SS

200-2000

500

100- 400

N-NH3

10 -800

200

20 -40

N-NO3

5- 40

25

5 -10

P-total

5 – 100

30

5 – 10

Alkalinitas

1000-10.000

3000

200 -1000

Sulfat

50- 100

300

20 -50

Kalsium

200 -3000

1000

100-400

Magnesium

50-1500

250

50-200

Khlorida

200-2500

500

100-400

Natrium

200-2500

500

100-200

Besi total

50-1200

60

20- 200

Pemantauan lindi di beberapa TPA telah dilakukan di Indonesia sejak tahun 1988. Beberapa rekapitulasi hasil dari pemantauan tersebut tersaji dalam tabel-tabel di bawah ini. Tabel 7.11 merupakan kualitas lindi dari beberapa TPA di Indonesia. Berdasarkan hasil analisa lindi tersebut dapat disimpulkan bahwa kekhasan lindi sampah Indonesia adalah berkarakter tidak asam dan mempunyai nilai COD yang tinggi.

Walapun pengambilan sampling pada TPA tersebut tidak dilakukan pada saat yang bersamaan, namun hasil yang didapat dapat menggambarkan permasalahan yang ada. Dapat dikatakan bahwa kandungan karbon organik (dinyatakan dalam COD) yang terkandung melebihi baku mutu efluen limbah cair yang berlaku, yang menyiratkan bahwa penanganan lindi merupakan suatu keharusan bila akan dilepas ke lingkungan. Terlihat pula bahwa terdapat variasi yang cukup besar antara sebuah TPA dengan TPA yang lain, bahkan dalam sebuah TPA itu sendiri terdapat variasi yang cukup besar.

Tabel 11. Gambaran variasi kualitas lindi dari beberapa TPA di Indonesia

Kota pH COD N-NH4 N-NO2 DHL
Bogor 7,5 28723 770 0 40480
8 4303 649 0,075 24085
Cirebon 7 3648 395 0,225 10293
7 13575 203 0,375 12480
Jakarta 7,5 6839 799 0 13680
7 413 240 0,075 3823
8 1109 621 0,35 1073
Bandung(Leuwigajah) 6 58661 1356 6,1 26918
7 7379 738 2,775 20070
Solo 6 6166 162 0,225 3540
Magelang 8,03 24770 6030

3.  PENANGANAN LINDI

Penanganan lindi yang dapat dilakukan dengan berbagai cara, antara lain:

  • Memanfaatkan sifat-sifat hidrolis dengan pengaturan air tanah sehingga aliran lindi tidak menuju ke arah air tanah. Pengaturan hidrolis dilakukan dengan membuat tembok penghalang (barrier) sekeliling landfill sehingga air tanah sekitarnya lebih tinggi dibanding air tanah di bawah landfill. Barrier tersebut dapat di bangun dari soil bentonite atau dengan steel sheetpile
  • Mengisolasi lahan-urug tersebut agar air eksternal tidak masuk dan lindinya tidak ke luar, misalnya pada landfill bahan berbahaya dengan menggunkan liner dari geomembran
  • Mencari lahan yang mempunyai tanah dasar dengan kemampuan baik untuk menetralisir cemaran (Lihat cara penentuan site)
  • Mengembalikan lindi (resirkulasi) ke arah timbunan sampah
  • Mengalirkan lindi menuju pengolah air buangan domestik
  • Mengolah lindi dengan pengolahan sendiri

Di negara maju biasanya masalah lindi ini ditangani dengan diolah seperti halnya air limbah biasa. Beberapa jenis pengolahan yang biasa digunakan adalah:

  • pengolahan kimia fisika, biasanya koagulasi-flokulasi-pengendapan
  • pengolahan secara aerobik: proses lumpur aktif, kolam stabilisasi atau kolam aerasi
  • pengolahan secara anaerobik, biasanya kolam stabilisasi
  • pemanfaatan sifat-sifat sorpsi seperti karbon aktif

Beberapa hasil pemantauan pengolahan lindi skala lapangan di luar negeri adalah:

  • Pengendapan dengan kapur:
    • Efeknya terlihat mulai pH = 7 dengan dosis 1-6 gram/L
    • Salah satu hasil mendapatkan:
      • Penyisihan COD = 61 % dari 18.550 mg/L
      • Penyisihan BOD = 51,7 % dari 10.910 mg/L
      • Penyisihan Fe = 98,8 % dari 312 mg/L
      • Penyisihan Zn = 97,1 % dari 21 mg/L
      • Penyisihan Hg = 57,1 % dari 0,007 mg/L
  • Koagulasi-flokulasi:
    • Koagulan alumunium sulfat:
      • Dosis 100 mg/L menyisihkan COD < 10 % dan Fe sampai 60 %
      • Dosis 1000 mg/L menyisihkan COD < 10 % dan Fe sampai 96 %
  • Koagulan ferri khlorida:
    • Dosis 100 mg/L menyisihkan COD sampai 12 % dan Fe sampai 21 %
    • Dosis 1000 mg/L menyisihkan COD sampai 16,3 % dan Fe sampai 95 %
  • Proses lumpur aktif. Banyak diterapkan di lapangan, dan sangat efektif terutama bila diawali dengan pengendapan mineral (logam berat) dengan pembubuhan kapur; salah satu hasilnya adalah penyisihan:
    • BOD = 99,1 % dari 12.000 mg/L
    • COD = 94,9 % dari 18.000 mg/L
    • Cd = 87,5 % dari 0,08 mg/L
    • Cr = 75 % dari 0,28 mg/L
    • Fe = 99,2 % dari 376 mg/L
    • Ni = 60,2 % dari 1,91 mg/L
    • Pb = 85,4 % dari 0,82 mg/L
    • Zn = 97,4 % dari 22 mg/L
    • Hg = 28,9 % dari 0,006 mg/L
  • Kolam stabilisasi aerobik. Agaknya cocok untuk kondisi Indonesia karena relatif tersedia sinar matahari, sederhana dan relatif murah. Beberapa hasil dari TPA di negara yang mempunyai musim dingin adalah :
    • TPA Lingen (Jerman): dengan waktu kontak 100 hari diperoleh penyisihan BOD sebesar 99,8 %
    • TPA Ugley (Inggeris): dengan waktu kontak 100 hari mempunyai kemampuan penyisihan BOD sebesar 99,7 % dan COD sebesar 97,1 %
    • TPA Peslan (Perancis): total penyisihan BOD (diakhiri dengan pembubuhan kapur) adalah 96 % sedang COD sebesar 80 %
  • Kolam stabilisasi anaerobik. Waktu kontak 15 hari dengan beban 1 -2 Kg COD/M 3/hari diperoleh penyisihan COD antara 85 – 90 % dari COD masuk rata-rata 27.000 mg/L (TPA San Liberale-Italia).
  • Dalam skala lapangan, beberapa TPA di Indonesia pada saat masih beroperasi telah melengkapi dirinya dengan sarana pengolah lindi, seperti:
    • TPA Sukamiskin Bandung: dengan 2 kolam stabilisasi
    • TPA Bantar Gebang Jakarta: dengan kolam aerasi secara mekanisdan kolam maturasi -TPA Grenjeng Cirebon: dengan lahan sanitasi/biofilter dan resirkulasi
    • TPA Sanden Magelang: dengan kolam-kolam stabilisasi
    • TPA Putri Cempo Solo: dengan kolam stabilisasi dan kaskade pada saluran alam

Kriteria rancangan yang digunakan agaknya masih beraneka ragam dan masih mengacu pada kondisi di luar Indonesia.

Beberapa lahan-urug yang dirancang dan sedang dibangun akhir-akhir ini telah mencantumkan sarana pengolah lindi sebagai salah satu komponen wajibnya, dan umumnya berupa kombinasi kolam stabilisasi, media filtrasi/ sorpsi dan lahan-sanitasi (land treatment) atau pengolahan sederhana lainnya. Modivikasi kriteria rancangan juga sudah mulai dimasukkan.

Hasil pemantauan yang dilakukan di beberapa instalasi pengolah lindi belum dapat menyimpulkan bahwa instalasi tersebut berfungsi sebagaimana diharapkan, yang mungkin disebabkan karena berbagai hal seperti:

  • Pengambilan kriteria rancangan yang agaknya belum sesuai,
  • Pengoperasian yang belum sistematis

Hasil aplikasi lahan-sanitasi yang dikombinasikan dengan resirkulasi lindi seperti pada TPA Grenjeng Cirebon pada saat masih beroperasi agaknya cukup layak untuk dipertimbangkan sebagai salah satu opsi dalam pengelolaan lindi. Namun tetap dibutuhkan suatu kriteria rancangan yang disesuaikan kondisi setempat.

Pengelolaan lindi merupakan sebagian dari pengelolaan lahan -urug secara keseluruhan. Pada dasarnya keberhasilan penanganan lindi dimulai sejak suatu lahan dipilih, dan menerus sampai lahan itu ditutup karena penuh. Oleh karenanya, usaha penanganan masalah lindi dapat dikelompokkan dalam beberapa tahap, yaitu:

  • Pada tahapan pemilihan site,
  • Pada tahapan perancangan dan penyiapan site,
  • Selama masa pengoperasian, dan
  • Selama jangka waktu tertentu setelah lahan-urug tidak digunakan lagi.

Pada dasarnya tanah asli di bawah TPA mempunyai kemampuan untuk mengadsorpsi dan mendegradasi pencemar, namun adanya lapisan liner tambahan akan lebih menjamin hal tersebut di atas. Tanah lempung mempunyai kemampuan yang baik dalam menahan pencemar anorganik, misalnya logam-logam berat melalui mekanisme sorpsi. Penggunaan campuran tanah/ materi yang bersifat alkalin sebagai tanah penutup akan menaikkan pH lindi, sehingga proses dekomposisi akan lebih cepat, terutama guna mendorong konversi karbon organik ke pembentukan gas metana dan memungkinkan logam-logam tertentu menjadi terendapkan.

Penelitian sekala laboratorium tehadap kemungkinan keterolahan lindi antara lain mendapatkan hasil sebagai berikut:

  • Aerasi lindi selama 10-14 hari dapat menurunkan COD sampai 85%. Kombinasi pengolahan lindi dengan COD di atas 10000 mg/L melalui simulasi kolam yang diaerasi yang dilanjutkan dengan karbon aktif menghasilkan penurunan COD sampai 90 %.
  • Timbunan sampah yang sudah menjadi kompos ternyata juga mampu menurunkan pencemar organik; simulasi laboratorium dengan nilai umpan COD sekitar 2500 mg/L dan dioperasikan secara anaerobik menghasilkan penyisihan COD sampai 80 %. Hal ini juga berkaitan dengan konsep resirkulasi lindi pada timbunan sampah.

Cara resirkulasi lindi sudah banyak diterapkan dalam pengelolaan lindi. Ada dua keuntungan dari cara ini, yaitu:

  • Mempercepat proses evaporasi , dan
  • Mereduksi cemaran organik lindi

Penelitian laboratorium dan lapangan telah banyak mencatat bahwa proses resirkulasi lindi akan lebih mempercepat stabilitas timbunan. Dari sana disimpulkan bahwa pengembalian lindi ke massa sampah akan dapat menurunkan beban organik sampai 90 %. Dalam masalah pengolahan limbah, proses ini sebetulnya bukan hal yang baru, yang intinya mengacu kepada konsep trickling filter dan konsep pengolahan anaerob pada media berbutir. Informasi yang didapat dari TPA Grenjeng (Cirebon) menyatakan bahwa aplikasi resirkulasi ternyata dapat mengurangi bau (dan lalat) serta memperbanyak biogas yang terbentuk.

Mengingat tersedianya sinar matahari yang cukup untuk proses fotosintesis, maka kolam stabilisasi aerobik patut dipertimbangkan dalam pengolahan lindi TPA Indonesia. Walaupun cara ini relatif mudah pengoperasiannya, tetapi tetap dibutuhkan pengelolaan rutin agar sistem ini berjalan baik. Pengawasan dan observasi terutama dibutuhkan pada tahap pengkondi sian yang mungkin berlangsung cukup lama sebelum algae tumbuh dengan baik.

Konsep lain yang agaknya baik untuk dipertimbangkan adalah lahan-sanitasi atau biofilter seperti yang diterapkan di TPA Grenjeng Cirebon. Konsep ini mengacu kepada kemampuan tanah (dan tanaman) dalam ‘menetralisir’ komponen-komponen pencemar. Dibutuhkan analisis kemampuan tanah untuk mengolah komponen-komponen tersebut yang dikenal sebagai land limiting constituents. Dibutuhkan data kelulusan media yang digunakan agar luas area yang dibutuhkan dapat diketahui. Bila tidak, ada kemungkinan sarana tersebut akan menerima beban hidrolis yang berlebihan sehingga kurang berfungsi dan lindinya meluap di permukaan.

Beberapa catatan tentang pengoperasian unit pengolahan lindi:

  • Lakukan evaluasi rutin terhadap as-built drawing, spesifikasi teknik jaringan under-drain pengumpul leachate, sistem pengumpul leachate, bak kontrol dan bak penampung, pipa inlet ke instalasi, dan instalasi pengolah lindi (IPL) agar sistem yang ada sesuai dengan perkembangan sampah yang masuk.
  • Pada peng olahan secara biologi, lakukan seeding dan aklimatisasi terlebih dahulu sesuai SOP IPL, sebelum dilakukan proses pengolahan leachate sesungguhnya. Langkah ini kemungkinan besar akan terus dibutuhkan, bila terjadi perubahan kualitas dan beban seperti akibat hujan atau akibat perubahan sampah yang masuk, atau akibat tidak berfungsinya sistem IPL biologis ini, sehingga merusak mikrorganisme semula.
  • Sebelum tersedianya baku-mutu efluen lindi dari sebuah landfill sampah kota, maka efluen IPL lindi harus memenuhi persyaratan seperti tercantum dalam Tabel 12 berikut. Bila efluen lindi dibuang ke badan air penerima untuk peruntukkan tertentu, maka efluen tersebut harus sesuai dengan baku mutu peruntukkan badan air penerima, misalnya badan air penerima diperuntukkan sebagai air baku air minum, maka kualitas badan air penerima harus tetap memenuhi kualitas baku mutu air tersebut.

Tabel 12. Baku mutu efluen IPL

Komponen Satuan Baku mutu
Zat padat terlarut mg/L 4000
Zat padat tersuspensi mg/L 400
pH 6 –9
N-NH3 mg/L 5
N-NO3 mg/L 30
N-NO2 mg/L 3
BOD mg/L 150
COD mg/L 300
  • Dianjurkan agar pada saat tidak hujan, sebagian lindi (leachate) yang ditampung dikembalikan ke timbunan sampah sebagai resirkulasi lindi. Lakukan pengecekan secara rutin pompa dan perpipaan resirkulasi leachate untuk menjamin sistem resirkulasi tersebut.
  • Lakukan secara rutin dan periodik updating data curah hujan, temperatur dan kelembaban udara, debit leachate, kualitas influen dan efluen hasil IPL, untuk selanjutnya masuk ke informasi recording/pencatatan.
  • Kolam penampung dan pengolah leachate seringkali mengalami pendangkalan akibat endapan suspensi. Hal ini akan menyebabkan semakin kecilnya volume efektif kolam yang berarti semakin berkurangnya waktu tinggal, yang akan berakibat pada rendahnya efisiensi pengolahan yang berlangsung. Untuk itu, perlu diperhatikan agar kedalaman efektif kolam tetap terjaga.
  • Lumpur endapan yang mulai tinggi melampaui dasar efektif kolam harus segera dikeluarkan. Gunakan excavator dalam pengeluaran lumpur ini. Dalam beberapa hal dimana ukuran kolam tidak terlalu besar, dapat digunakan truk tinja untuk menyedot lumpur yang terkumpul yang selanjutnya dapat dibiarkan mengering dan dimanfaatkan sebagai tanah penutup sampah.
  • Resirkulasi lindi sangat dianjurkan untuk mempercepat proses stabilitas urugan sampah. Resirkulasi dilakukan pada saat tidak turun hujan, dengan melakukan pemompaan dari penampungan lindi menuju pipa gas vertikal, atau menuju langsung pada timbunan sampah.
  • Lateral drainage aliran lindi perlu disiapkan, khususnya bila timbunan sampah berada di atas tanah (above ground) agar lindi yang muncul dari sisi timbunan sampah tidak bercampur dengan air permukaan (air run-off). Drainase yang terkumpul melalui drainase khusus ini dialirkan menuju pengolah lindi.

Sumber:
Enri Damanhuri
Diktat Landfilling Limbah – 2008

Pelapis Dasar Dan Tanah Penutup Landfill

Pelapis dasar (liner) lahan-urug membutuhkan pemilihan bahan yang mempunyai sifat-sifat kimia dan kekuatan yang cocok. Ketebalannya mampu untuk mencegah kegagalan akibat gaya/ tekanan dari luar atau dari dalam. Lapisan ini juga harus mampu menahan settlement atau pengembangan. Fungsi pelapis dasar adalah :

  • Menahan aliran cemaran
  • Menyerap atau mengurangi cemaran agar tidak terlarut maupun terlarut.

Pelapis dasar dapat dikelompokkan dalam beberapa cara, yaitu:

  • Berdasarkan metode konstruksinya:
    • Secara on-site: bahan dari luar dan dipasang di tempat, atau tanah setempat dipadatkan, atau bahan dicampur di tempat atau disebar di tempat
    • Prefabricated: liner membrane
    • Campuran: dibawa dari luar dan dipasang pada site secara on-site
  • Berdasarkan sifat-sifat strukturalnya:
    • kaku: tanah, semen
    • semi kaku: aspal
    • fleksibel: membrane polimer

Masing-masing jenis pelapis mempunyai sifat-sifat tertentu, seperti:

  • Pelapis membrane: paling impermeabel (kedap), tetapi kapasitas sorpsinya kecil
  • Tanah: kapasitas sorpsi untuk menangkap logam berat besar, tetapi lebih permeabel.

Liner sendiri dapat dibagi menjadi 6 katagori, yaitu:

  • Sistem tanah dan tanah liat (clay) alamiah
  • Liner tercampur: beton aspal, tanah semen, tanah aspal
  • Pelapis ditebar: aspal dengan semburan udara (air blown asphalt), membran aspal yang teremulsi, aspal urethane yang dimodifikasi, lateks karet dan plastik
  • Tanah-tanah sealant
  • Membran polimer:
    • Butyl rubber
    • Chlorinated polyethylene (CPE)
    • Chlorosulfonated poliethylene (CSPE)
    • Elasticized polyolefin (ELPO)
    • Epichlorohydrin rubber (CO dan ECO)
    • Ethylene propylene diene mono rubber (EPDM) –
    • Neoprene
    • Polyethylen
    • Polyvinyl chloride (PVC)
    • Thermoplastic elastomer (TPE)
  • Liner komposit: campuran liner di atas

Komponen utama sistem liner paling tidak terdiri dari 3 jenis, yaitu:

  • Lapisan kedap: lapisan terbawah yang berfungsi sebagai penahan resapan leachate ke lapisan tanah di bawahnya.
  • Lapisan pasir: lapisan yang berfungsi sebagai tempat pengaliran lechate menuju ke saluran pengumpul
  • Lapisan tanah pelindung: berfungsi sebagai pelindung lapisan kedap dari pelintasan kendaraan dan gangguan-gangguan lainnya.

1.  SISTEM PELAPIS DASAR (LINER) DAN PENGUMPUL LINDI

Pada sebuah lahan-urug yang baik biasanya dibutuhkan sistem pelapis dasar, yang bersasaran mengurangi mobilitas lindi ke dalam air tanah. Sebuah liner yang efektif akan mencegah migrasi cemaran ke lingkungan, khususnya ke dalam air tanah. Namun pada kenyataannya belum didapat sistem liner yang efektif 100 %. Karena timbulan lindi tidak terelakkan, maka disamping sistem liner, maka dibutuhkan sistem pengumpul lindi. Oleh karenanya, dasar sebuah lahan- urug akan terdiri dari :

  • Lapisan bahan liner untuk mencegah migrasi cemaran keluar lahan-urug,
  • Sistem pengumpul lindi

Pelapis dasar yang dianjurkan, terutama untuk lahan-urug limbah B3, adalah dengan geosintetis atau dikenal sebagai flexible membrane liner (FML). Jenis geosintetis yang biasa digunakan sebagai pelapis dasar adalah:

  • Geotekstil sebagai filter,
  • Geonet sebagai sarana drainase,
  • Geomembran dan geokompisit sebagai lapisan penghalang.

Geotekstil merupakan jenis geosintetis yang dibuat agar permeabel, dengan sifat-sifat utama:

  • filtrasi : menyaring materi tersuspensi dari limbah cair,
  • drainase : memungkinkan aliran cairan melalui lapisan ini.

Geomembran, sebagai pelapis yang kedap, merupakan geosintetis dari bahan polimer yang dibuat kedap. Bahan yang dianggap baik adalah dari high-density polyethylene (HDPE) yang tahan terhadap reaksi kimia yang dijumpai pada limbah B3.

Dari susunan bahan pelapis yang biasa diterapkan, maka dikenal sistem pelapis dasar ganda (double liner), pelapis dasar tunggal (single liner) dan pelapis liat (clay liner). Skema 1 merupakan skema sistem pelapis dasar ganda, kombinasi FML dengan tanah dipadatkan, sedang Skema 2 adalah sistem pelapis dasar tunggal. Sistem tersebut merupakan cara pengedapan dasar yang biasa digunakan di Amerika Serikat. Sistem pelapis dengan tanah liat tetap membutuhkan sistem pengumpul lindi dan sistem pendeteksi kebocoran seperti sistem pelapis sebelumnya . Namun dalam hal ini tidak digunakan geomembran sebagai pembatas antara lapisan alamiah yang ada. Di Indonesia, sistem pelapis ini diterapkan sebagai landfill untuk limbah B3 kategori I (pelapis dasar ganda), landfill kategori II (pelapis dasar tunggal) dan landfill kategori III (pelapis dasar liat).

Gambar 1. Skema sistem liner ganda FML dan tanah dipadatkan

Gambar 2. Tipikal sistem liner tunggal

Gambar 3. Sistem liner di Eropa

Penggunaan material yang mempunyai kemampuan adsorpsi yang tinggi untuk mengurangi pencemaran sebetulnya sudah lama diterapkan pada lahan-urug sampah kota. Tanah liner yang dipilih adalah yang mempunyai kemampuan adsorpsi, biodegradasi, penukaran ion, pengenceran dan pengendapan. Contoh liner komposit adalah:

  • Natrium bentonit dan zeolit: bahan yang dapat mengurangi transport cemaran anorganik,
  • Abu terbang (fly ash) berkarbon tinggi: bahan yang dapat menahan cemaran organik, Tanah liat dengan modifikasi kandungan organik: lebih efektif untuk menahan cemaran organik dengan berat molekul lebih tinggi.

Bahan dengan daya adsorbsi dapat dicampur dengan lempung atau di lapiskan pada geomembran. Lapisan adsorptif ini diletakkan di bagian bawah dari geomembran, sebab geomembran berfungsi sebagai penahan hidrolis yang pertama, sehingga beban adsorpsi pada media komposit di bawahnya bisa lebih ringan. Campuran tanah bentonit dengan tanah asli dapat mengurangi nilai permeabilitas sehingga dapat mengurangi transport cemaran secara advektif maupun secara diffusif.

Menurut kriteria negara industri, lahan untuk landfill sampah kota termasuk katagori kelas 2, yaitu lahan semi-permeable dengan nilai kelulusan antara 10-5 sampai 10-7 Cm/det.

Untuk landfill sampah kota di Indonesia perlu dipertimbangkan hal-hal seperti:

  • lahan biasanya terletak di luar kota, dimana kadangkala berdekatan dengan perumahan penduduk yang belum terjangkau oleh sistem PDAM yang baik, sehingga masalah pencemaran lindi (leachate) perlu dipertimbangkan
  • intensitas hujan di Indonesia yang cukup tinggi 

2.  KARAKTER HIDROGEOLOGI DARI TANAH

Ketersediaan tanah (sebagai liner ataupun sebagai tanah penutup) memegang peranan penting dalam aplikasi landfill. Oleh karenanya data tentang karakteristik tanah melalui sampling (melalui pemboran) sangat diperlukan. US Department of Agriculture mengklasifikasi tanah seperti terlihat dalam Skema 6, sedang Unified Soil Classification System memperjelas masing-masing karakteristik tanah tersebut serta kaitannya dengan landfilling seperti tercantum dalam Tabel 2. Dilihat dari kecocokannya sebagai tanah penutup, maka Tabel 1 di bawah ini memberikan berbagai fungsi tanah untuk berbagai keperluan.

Terdapat 2 sistem klasifikasi tanah yang biasa digunakan, yaitu :

  • US Department of Agriculture Soil Conservation Service (USDA)
  • Unified Soil Classification System (USCS)

Gambar 4 menggambarkan pembagian berdasarkan ukuran butir pada kedua sistem tersebut. Sedang Gambar 5 adalah penentuan jenis tanah berdasarkan sistem USDA, dan Gambar 6 merupakan rangkuman aplikatif jenis tanah berdasarkan sistem USCS.

Gambar 4. Ukuran butir dalam sitem USDA dan USCS

Tanah liat (clay) sangat halus teksturnya, dan dapat mengandung sejumlah silt dan pasir. Sifat fisika dan kimianya sangat bervariasi. Dalam keadaan kering, tanah liat bersifat keras, dan dapat menahan beban yang berat. Bila basah, menjadi sangat lembut/lunak, licin dan sulit dipegang. Permeabilitas pada kondisis basah sangat rendah, dan pada saat kering akan pecah dan mengecil, menyerap air dan mengembang. Liat yang kedap sangat baik untuk digunakan sebagai pelapis dasar.

Gambar 5. Penentuan jenis tanah berdasarkan kandungan versi USDA

Beberapa karakteristik tanah yang terkait dalam aplikasi liner berbasis tanah adalah:

  • Kelembaban tanah (soil moisture content) dinyatakan sebagai %: perbandingan volume air dalam tanah dengan total volume yang ditempati tanah, air dan rongga pori.
  • Total porositas : kadar air yang tersimpan pada waktu jenuh. Pada 100 % saturasi, merupakan rasio volume air terhadap total volume:
  • Field capacity: kadar air yang tersimpan setelah periode pengaliran gravitasi yang panjang dari kondisi jenuh, dinyatakan pula sebagai sebagai kandungan air pada tekanan kapiler 1/3 bar.
  • Wilting point : Kandungan air terendah yang masih dapat dicapai tanaman dengan transpirasi atau pengeringan, yaitu kandungan air dimana tanaman akan secara permanen menjadi layu
  • Kelulusan atau permeabilitas atau kadang disebut sebagai hydraulic conductivity : tingkat dimana air dialirkan melalui tanah jenuh dibawah unit tekanan gradient. 

3.  SISTEM TANAH DAN TANAH LIAT ALAMIAH

Sistem liner ini perlu menjadi pertimbangan utama sebelum memilih alternatif liner yang lain. Tanah setempat merupakan pilihan pertama. Bila tidak layak, tanah dari luar perlu mendapat perhatian dan bila memungkinkan tanah setempat dicampur dengan tanah dari luar tersebut untuk memperoleh sifat-sifat liner yang baik. Bentonit dianggap mempunyai sifat-sifat yang baik sebagai campuran liner (disebar, dicampur atau dipadatkan) karena jenis liat yang sebenarnya porous ini mempunyai daya sorpsi yang besar, dan dapat menyimpan cairan sehingga sistem liner menjadi impermeabel.

Secara umum liner dari sistem tanah liat relatif lebih permeabel terhadap air dibanding liner sintetis dan tanah yang direkayasa akan lebih kedap dibanding tanah yang tidak dipadatkan. Permeabilitas tanah alamiah terhadap kimia organik akan tergantung pada variasi karakteristik dan komposisi bahan kimia, derajat kompaksi serta sifat-sifat tanahnya. Liner tanah liat yang dipadatkan dapat menyerap banyak cemaran organik pada lindi, namun kapasitas sorpsinya tehadap solven belum banyak diketahui. Sifat-sifat mekanis tanah liat tergantung banyak faktor yang saling berinteraksi, seperti komposisi, persentase materi amorf, sifat sorpsi terhadap kation, distribusi dan bentuk partikel, derajat saturasi. Liner tanah dapat menjadi kering bila sejenis solven yang tak larut dalam air (seperti xylene dan karbon tetrakhlorida) karena keluarnya air dari liner tersebut. Bila hal ini terjadi, maka dapat timbul celah-celah retakan yang memungkinkan keluarnya lindi, terutama bila liner tersebut dipasang lapis perlapis. Kualitas masing-masing lapisan yang dipadatkan perlu mendapat perhatian.

Tanah yang digunakan untuk liner harus mengandung porsi bagian halus (lebih kecil dari 2 µm) yang cukup besar. Kriteria pemilihan tanah liat yang utama adalah didasarkan atas permeabilitas dalam kondisi lapangan. Menurut penelitian, sebuah tanah liat yang dapat mencapai permeabilitas sampai 1 x 10 -7 cm/det bila dipadatkan sampai 90-95 % densitas bila dipadatkan sampai 90-95 % densitas  kering Proctor dapat digunakan sebagai liner. Tanah liat dengan liquid limit (LL) yang tinggi cenderung menimbulkan crack (kering), sedang tanah dengan plasticity index (PI) atau plastic limit (PL) sangat rendah juga tidak bekerja baik. Rekomendasi pemilihan tahan liner adalah:

  • PI = 10-15 %
  • LL = 25-30 %
  • fraksi partikel lebih kecil dari 0,074 mm = 40 – 50 %
  • kandungan liat = 18 – 25 %

Pada dasarnya tanah mempunyai kemampuan untuk mengadsorpsi dan mendegradasi pencemar, namun adanya lapisan liner tambahan akan lebih menjamin hal tersebut di atas. Walaupun tanah dasar TPA relatif baik dilihat dari sudut kelulusan, maka tetap dibutuhkan penyiapan dasar TPA yang baik. Disarankan bahwa dasar TPA sampah di Indonesia dilapis 2 x 0,25 M tanah yang relatif kedap dan dipadatkan sampai densitas Proctor 95 %. Disarankan pula bahwa kemiringan dasar TPA mengarah ke titik tertentu yaitu tempat lindi terkumpul untuk ditangani lebih lanjut. Guna memperlancar aliran serta menjaga agar liner tersebut tidak rusak, maka diperlukan ‘karpet kerikil’ setebal 20-30 Cm. Lindi akan terkumpul dengan lebih baik bila dasar TPA tersebut dilengkapi dengan pipa pengumpul lindi.

Sistem pelapis tercampur (admixed) yang dibentuk langsung di lapangan telah banyak digunakan, seperti beton aspal, semen tanah dan aspal tanah. Beton aspal merupakan campuran panas antara aspal dengan agregat kualitas baik, yang dipadatkan secara merata, seperti halnya beton aspal pada jalan raya, namun dengan porsi mineral pengisi dan semen aspal yang lebih banyak. Berikut adalah jenis tanah yang dapat digunakan sebagai bahan lapisan kedap. Tanah tersebut (Tabel 1) merupakan tanah lempung dan bentukannya.

Tabel 1. Karakteristik fisik tanah sebagai bahan lapisan kedap (Parametrix, Inc. Hal 4-106)

Parameter Persyaratan bahan pelapisan
Jenis tanah (USCS) MH,ML,CH,CL
Butiran halus > 50 %
Liquid limit 35–60
Indeks plastisitas vs liquid Limit > garis A
Koefisien permeabilitas < 4 x 10-5 (cm/detik)

4.  SISTEM PENUTUP AKHIR

Sumber terbesar dari timbulnya lindi adalah akibat infiltrasi air melalui bagian atas lahan-urug, baik melalui presipitasi langsung atau melalui limpasan masuk (runon). Oleh karenanya, aplikasi penutup akhir pada lahan-urug akan memegang peranan penting. Rancangan penutup akhir hendaknya mempertimbangkan aspek kesehatan, keselamatan, estetika, permeabilitas, kekuatan dan pemanfaatan lahan setelah ditutup kelak. Penutup akhir ini diharapkan tetap berfungsi walaupun sarana ini sudah tidak digunakan lagi, yang mungkin membutuhkan waktu sampai lebih dari 30 tahun. Fungsi yang diharapkan adalah:

  • Pengontrol gerakan air ke sarana supaya timbulan lindi dibatasi,
  • Pengontrol limpasan air agar ke luar sarana,
  • Pengontrol binatang atau vektor-vektor penyakit yang dapat memasukkan penyakit pada ekosistem,
  • Pengaman terhadap adanya kontak langsung limbah dengan manusia,
  • Pengontrol terhadap gas yang terbentuk sehingga tidak menurunkan kualitas udara,
  • Pengurangan kemungkinan kebakaran dengan mencegah emisi udara ke dalam,
  • Penjamin stabilitas lahan-urug akibat kemungkinan bergeraknya massa limbah,
  • Pencegah kemungkinan erosi,
  • Pengontrol terbangnya debu,
  • Pengatur tampilan lahan-urug dari sudut estetika,
  • Penjamin agar tanaman/tumbuhan dapat tumbuh secara baik setelah sarana ditutup.

Adanya variasi musim (basah dan kering) diharapkan tidak merubah kondisi penutup tersebut. Skema 6 merupakan tipikal penutup final dari sebuah lahan-urug.

Drainase lateral dibawah media pendukung tanaman (top soil) terdiri dari media berpori, seperti kerikil, geonet atau geokomposit. Sasarannya adalah menyalurkan sebanyak mungkin presipitasi yang masuk sehingga tidak mengalir ke bawahnya. Dengan grading yang baik, maka air infiltrasi ini dapat dikumpulkan. Lapisan pendukung tanaman dan drainase lateral tersebut berfungsi untuk melindungi bagian bawahnya dari adanya variasi musim. Dalam beberapa kasus, drainase lateral ini dilengkapi pula dengan sistem perpipaan. Lapisan filter dari geoteklstil dapat diletakkan di bawah topsoil atau di atas laspi san drainase. Geotekstil akan berperan untuk membatasi kedua media tersebut, serta mengurangi migrasi cemaran. Tanpa adanya lapisan geotekstil, partikel halus dari topsoil akan dapat bergerak ke bagian lapisan drainase yang dapat menyumbat lapisan drainase.

Di bawah lapisan drainase lateral, disusun satu atau lebih lapisan penahan lainnya. Lapisan tersebut dapat tersusun dari materi yang sama seperti yang telah diuraikan sebelumnya, yaitu geomembran, tanah liat atau bahan campuran. Biasanya lahan-urug yang menggunakan liner geomembran, menggunakan geomembran pula untuk sistem penutupnya. Laju infiltrasi akibat presipitasi yang berakibat pada timbulan lindi tidak boleh melebihi kemampuan sistem pengumpul lindi tersebut. Bila hal ini terjadi, maka akan terjadi kenaikan tinggi hidrolis yang dapat membawa cemaran ke bagian di bawahnya. Rancangan lapisan drai nase tersebut didasarkan atas kondisi yang terburuk dari curah hujan yang ada.

Gambar 6. Sistem penutup akhir

Di bawah lapisan-lapisan penahan tersebut, dipasang sistem pengumpul gas, terbuat dari media berpori seperti pasir/kerikil atau sistem perpipaan. Pada lahan-urug sampah kota, sistem pengumpul gas ini merupakan keharusan karena limbah yang berada di sana adalah biodegradabel. Dengan kondisi yang bersifat anaerob, maka gas yang terbentuk sebagian besar adalah karbon dioksida dan metan; oleh karenanya, kemungkinan pemanfaatan gas bio tersebut menjadi salah satu pilihan. Bagian paling bawah dari sistem penutup ini adalah lapisan subgrade untuk menaggulangi apabila permukaan lahan-urug tidak stabil. Lapisan ini akan membantu pembentukan kemiringan (kontur) yang diinginkan untuk mempercepat drainase lateral dan mengurangi tinggi hidrolis.

Sistem penutup dapat pula menggunakan lapisan geogrid untuk menambah kesatuan dari sistem itu. Karena terjadinya penurunan permukaan tidak dapat dihindari dan besarannya tidak seragam di setiap titik, maka adanya geogrid akan menambah kapasitas tegangan pada penutup dengan mendistribusikan tegangan yang terjadi sehingga mengurangi settlement yang bersifat diferensial. Sistem penutup ini dapat pula memasukkan lapisan penahan tambahan di bawah topsoil, yang berperan mencegah penetrasi akar ke dalam lapisan di bawahnya. Lapisan ini biasanya terdiri dari materi semacam kerikil.

Disamping sistem penutup di atas, maka aliran limpasan dari luar dihindari dengan pengaturan drainase permukaan. Sasarannya adalah bagaimana menghindari sebanyak mungkin air masuk ke area penimbunan yang masih aktif. Kontrol aliran ini dapat pula dilakukan dengan pengaturan kemiringan serta penanaman tanaman.

Tanah penutup berfungsi untuk :

  • mengontrol rodent
  • mencegah lalat dan burung
  • menumbuhkan tanaman
  • mengatur kelembaban dan aliran gas
  • lapisan dasar bagi jalan kerja

Bila pada landfill diinginkan air tidak boleh masuk, digunakan clay dengan permeabilitas rendah. Bila tanah berfungsi sebagai ventilasi, maka digunakan sifat yang berlawanan dengan di atas. Bila digunakan untuk jalan, maka harus disediakan drainase. Akan terdapat perbedaan tanah yang dibutuhkan sesuai dengan fungsinya. Umumnya tanah top soil dan berorganik tinggi dihindari, karena tanah tersebut sulit untuk dikompaksi dan lengket, serta mempunyai kelembaban yang bervariasi.

Terdapat tiga jenis penutupan sampah dengan lapisan tanah, yaitu :

  • Lapisan harian: Pada setiap akhir hari operasi, diperlukan penutupan lapisan sampah padat dengan tanah. Lapisan ini mempunyai fungsi untuk kontrol kelembaban sampah, mencegah
    • tersebarnya sampah, mencegah timbulnya bau, mencegah pertumbuhan binatang/vektor penyakit dan mencegah kebakaran. Ketebalan lapisan adalah 20-30 cm dalam keadaan padat.
  • Lapisan antara (intermediate cover): selain fungsi-fungsi seperti lapisan harian di atas, lapisan antara ini mempunyai fungsi lain yaitu :
    • Sebagai kontrol terhadap pembentukan gas akibat proses dekomposisi sampah yang memungkinkan pencegahan kebakaran.
    • Pelintasan kendaraan di atasnya: lapisan ini mempunyai ketebalan antara 30 cm – 50 cm dalam keadaan padat. Lapisan ini dilakukan setelah telah terjadi tiga lapis sel harian. Lapisan antara ini dapat dibiarkan selama 1/2 sampai 1 tahun. Untuk perancangan ini direncanakan menggunakan pelapisan setebal 30 cm.
  • Lapisan akhir (final cover): lapisan akhir merupakan penutupan tanah terakhir setelah kapasitas terpenuhi. Lapisan ini disesuaikan dengan tata guna lahan pasca operasi. Ketebalan minimum yang disyaratkan adalah 50 cm dalam keadaan padat.

Tanah penutup akhir ini juga akan berfungsi sebagai tempat dari akar tumbuhan penutup bukit. Lapisan penutup tanah akhir terdiri dari :

  • Lapisan pendukung, berfungsi untuk meratakan muka tanah penutup timbunan antara sebelumnya dan memberikan kemiringan permukaan bukit. Memiliki ketebalan sampai dengan 10 cm dan menggunakan jenis tanah yang ada di sekitar lahan (tanpa memiliki persyaratan khusus).
  • Lapisan kedap, berfungsi untuk mencegah resapan air hujan atai air permukaan lainnya. Terdiri dari tanah lempung atau bentukannya dengan persyaratan yangsama dengan pembentukan lapisan dasar. Memiliki ketebalan lapisan 45 cm.
  • Lapisan penutup, berfungsi untuk menunjang perkembangan tumbuhan penutup bukit. Kualitas tanah penutup yang diharapkan adalah mudah dalam pengerjaan, ikatan partikel cukup baik dan kuat. Untuk bahan yang sesuai adalah campuran antara pasir, lanau dan lempung dengan prosentase perbandingan lanau. lempung, dan pasir yang hampir sama. Tanah ini harus memiliki kapasitas kelembaban (Moisture holding capacity) yang tinggi. Tebal lapisan minimal 15 cm. Sebaiknya lapisan ini diberikan tambahan kandungan bahan organik (pupuk). Namun demikian, pada pasca operasi direncanakan penanaman pohon dengan akar yang dalam, maka ketebalan harus mencapai (1,5- 2 m) agar kondisi pohon cukup kuat dan pertumbuhan akarnya tidak terganggu oleh gas yang terperangkap dalam lapisan sampah.

Jenis tanah untuk lapisan penutup TPA perlu diperhatikan dengan seksama untuk menjamin fungsinya. Kualitas tanah penutup yang baik akan meningkatkan stabilias TPA dan mengurangi penurunan muka TPA. Pas ir bercampur kerikil (dengan daya dukung lebih dari 5 ton/m2) diperlukan untuk lalu lintas kendaraan. Untuk bagian permukaan yang miring jenis tanah yang diperlukan adalah tanah dengan nilai kelekatan tinggi dan tahan terhadap air hujan. Kualitas tanah penutup yang diharapkan adalah mudah dalam pengerjaan, ikatan pontibel cukup baik dan cukup kuat. Untuk ini bahan yang paling sesuai adalah campuran antara pasir, lanau dan lempung. Umumnya jenis berpasir sangat menguntungkan namun pasir saja tidak cukup karena mudah ditembus air. Tanah dengan ukuran partikel yang halus juga kurang menguntungkan karena sulit dalam pengerjaan. Tanah lempung saja juga tidak baik karena mudah mengalami retakan dalam keadaan kering. Tabel berikut akan memberikan penilaian jenis tanah tanah sebagai penutup timbunan.

Tabel 2. Penilaian jenis tanah sebagai penutup timbunan

Parameter fungsi Jenis tanah
Pasir/Kerikil Lempung/lanau
Kemudahan penggalian Baik sedang/kurang
kemudahan perlintasan Baik Kurang
pencegahan rembesan Kurang Baik
kemudahan penanganan dalam kondisi basah Sedang/baik Kurang
perembesan gas Baik Kurang
pencegahan bau Kurang sedang/baik

Rekapitulasi Rencana Penutupan :

  • Tanah penutup dengan kelulusan maksimum 1 x 10 -6
  • Tanah penutup dengan kelulusan maksimum 1 X 10-6
  • Tanah penutup final dengan kelulusan maksimum 10-7
  • Tebal tanah penutup harian = 0.20 – 0.30 m ;
  • Tebak tanah penutup antara = 30 -50 cm ;
  • Tebal tanah penutup final = 0.50 – 0.60 m ;
  • Tebal tanah setelah penutup akhir = 0.40 m ;
  • Rasio tanah penutup = 15-20 %
  • Tanah penutup mempunyai grading dengan kemiringan tidak lebih dari 300 untuk mencegah terjadinya erosi.
  • Tanah penutup merupakan campuran antara clay, silt dan sand dengan perbandingan yang kurang lebih sama.
  • Kemiringan lapisan sampah adalah 15-25 % untuk lapisan harian dan lapisan antara.
  • Lapisan akhir memiliki kemiringan 30 % dan meskipun permukaan yang datar kemiringan 3% tetap diperlukan.

Sumber:
Enri Damanhuri
Diktat Landfilling Limbah – 2008