Ekosemen
Ekosemen diambil dari kata “Ekologi” dan “Semen”. Diawali penelitian di tahun 1992, para peneliti Jepang telah meneliti kemungkinan abu hasil pembakaran sampah, endapan air kotor dijadikan sebagai bahan semen. Dari hasil penelitian tersebut diketahui bahwa abu hasil pembakaran sampah mengandung unsur yg sama dg bahan dasar semen pada umumnya.
Pada tahun 1993, Proyek itu kemudian dibiayai oleh Kementrian Perdangan Internasional dan Industri Jepang. Pada tahun 2001, pabrik pertama di dunia yang mengubah sampah menjadi semen resmi beroperasi di Chiba. Pabrik tersebut mampu menghasilkan ekosemen 110,000 ton/tahunnya. Sedangkan sampah yang diubah menjadi abu yang kemudian diolah menjadi semen mencapai 62,000 ton/tahun, endapan air kotor dan residu abu industri yang diolah mencapai 28,000 ton/tahun.
Penggunaan Abu Insinerasi untuk semen
Penduduk jepang membuang sampah baik organik maupun anorganik, sekitar 50 juta ton/tahun. Dari 50 ton/tahun tersebut yang dibakar (Proses Incineration) menjadi abu (incineration ash) sekitar 37 ton/tahun. Sedangkan abu yang dihasilkan mencapai 6 ton/tahunnya. Dari abu inilah yang kemudian dijadikan sebagai bahan dari pembuatan ekosemen. Abu ini dan endapan air kotor mengandung senyawa2 dalam pembentukan semen biasa. Yaitu, senyawa2 oksida seperti CaO, SiO2, Al2O3, dan Fe2O3. Oleh karena itu, abu insinerasi ini bisa berfungsi sebagai pengganti tanah liat yang digunakan pada pembuatan semen biasa[1]
Table 1. Komposisi senyawa pada ekosemen dan semen biasa (ppm)
Sedangkan kandungan CaO yang masih kurang pada abu insinerasi dapat dicukupi dengan penambahan batu kapur. Penggantian sebagian batu kapur (kandungan utamanya CaCO2) dengan abu insenarasi (kandungan utama CaO) dapat mengurangi emisi CO2 yang selama ini menjadi dilemma dalam industri semen. Dalam pembuatan ekosemen ini, chlorine dan logam berat yang terkandung pada abu insinerasi akan diekstrak menjadi artificial ore (Cu, Pb, dll) yang kemudian direcyle untuk digunakan kembali.
Proses Pembuatan Ekosemen
Secara umum, produksi semen biasa (Portland) meliputi pengeringan, penghancuran dan pencampuran batu kapur, tanah liat, quartzite dan bahan baku lainnya dan kemudian dibakar pada rotary klin. Pada pembuatan ekosemen, secara prinsip sama dengan pembuatan semen biasa. Perbedaannya terletak pada proses pembakaran dan pengolahan limbah.
Persiapan
Bahan baku (abu insenerasi, endapan air kotor rumah tangga, residu abu industri) diproses terlebih dahulu, seperti pengeringan, penghancuran, dan pemisahan logam yang masih terkandung pada bahan baku.
Pengeringan dan Penghancuran
setelah dikeringkan, bahan baku tersebut kemudian dihancurkan pada Raw grinding/drying mills bersamaan dengan batu kapur .
Pencampuran
Setelah dikeringkan dan dihancurkan,k emudian dimasukkan ke dalam Homogenizing Tank bersamaan dg fly ash (abu yang dihasilkan oleh pembangkit listrik tenaga batu bara) dan blast furnace slag (Limbah yang dihasilkan industri besi). Dua Homoginezing tank ini dimaksudkan untuk mencampuran semua secara merata. Sehingga bisa menghasilkan komposisi yang diinginkan
Pembakaran
Berbeda dengan produksi semen biasa dimana dibakar pada suhu 900℃, pada proses pembuatan ekosemen bahan baku dimasukkan ke dalam rotary klin dan dibakar pada suhu diatas 1350℃. Pada proses ini, dioksin dan senyawa berbahaya lainnya yang terkandung pada abu insenerasi akan diurai menjadi air, gas klor sehingga aman bagi lingkungan. Gas yang keluar dari rotary klin kemudian didinginkan secara cepat hingga suhu 200℃ untuk mencegah terbentuknya dioksin kembali. Pada proses ini pula logam berat yg masih terkandung dipisahkan dan dikumpulkan ke dalam bag filter sebagai debu yang masih mengandung klor. Debu ini kemudian dialirkan ke Heavy Metal Recovery Process. Pada proses ini,klor yang masih terkandung akan dihilangkan dan menghasilkan sebuah articial ore seperti tembaga dan timbal yang kemurniannya mencapai 35 % atau lebih.
Pada proses pembakaran ini akan dihasilkan clinker (intermediate stage pada industri semen) yang kemudian dikirim ke clinker tank.
Penghancuran Produk
gypsum kemudian ditambahkan bersama clinker dan campuran tersebut dihancurkan pada finish mills yang kemudian akan menghasilkan produk ekosemen.
Kendala
Salah satu kendala utama pada pengembangan ekosemen ini adalah proses produksinya yang masih mahal bila dibandingkan dengan produksi semen biasa. Hal ini dikarenakan proses pemisahan klor pada ekosemen yang memakan banyak proses sehingga membuat biaya produksi lebih mahal. Klor ini sendiri diakibatkan plastik vinil yang ikut tercampur pada sampah organik. Sehingga pada pembuatan abu insenarasi, palstik vinil ikut terurai menjadi klor. Klor ini sendiri sangat berpengaruh pada penurunan kekuatan konkrit ekosemen bila tidak dipisahkan.
Sehingga pemisahan plastik dari sampah organic secara seksama menjadi kunci utama pada produksi ekosemen ini.
Kualitas Ekosemen
Hingga saat ini ada dua macam tipe ekosemen (berdasarkan penambahan alkali dan kandungan klor) yaitu tipe biasa dan Tipe Rapid Hardening. Ekosemen tipe biasa mempunyai kualitas sama baiknya dengan semen portland biasa. Tipe ekosemen ini digunakan sebagai ready mixed concrete. Sedangkan ekosemen tipe Fast Hardening memiliki kekuatan konkrit dan pengerasan yang lebih cepat dibanding semen portland tipe high-early strenght (lihat Fig.2). Ekosemen tipe ini digunakan pada blok arsitektur, bahan genteng, pemecah ombak, dll. Ekosemen ini telah melewati proses JIS (Japanese Indusrial Standard).
grafik
Fig.2 perbandingan kekuaran ekosemen dan semen Portland [2]
Manfaat Ekosemen
Dengan adanya pengubahan sampah menjadi semen, menambah alternatif pengolahan sampah yang lebih bernilai ekonomis, dan biaya pengolahan sampah di Jepang menjadi lebih murah. Bila sebelumnya 40,000 yen/ton (pengolahan sampah konvensional) menjadi 39,000 yen/ton (pengolahan sampah hingga menjadi semen).
Selain itu, teknologi ekosemen sangatlah ramah akan lingkungan. Pada pembuatan ekosemen, sebagian CaO diperoleh dari abu insenerasi sehingga mengurangi penggunaan batu kapur (CaCO2), yang selama ini sumber polusi gas CO2. Tak salah, jika kemudian teknologi ekosemen mendapat penghargaan dari menteri lingkungan Jepang atas peranannya mencegah pemanasan global.
Peluang di Indonesia
Indonesia belum bisa lepas dari masalah sampah. Mulai dari penolakan warga masyarakat sekitar TPA akibat kepulan asap dan bau yang ditimbulan pengolahan sampah saat ini hingga kejadian yang tidak pernah dilupakan, tragedi leuwih gajah yang merenggut 24 nyawa tak bersalah.
Sudah banyak upaya yang dilakukan, termasuk dengan mengubahnya menjadi sumber energi (metan) namun akibat kurangnya prospek dari segi ekonomi, akhirnya perkembangannya masih jalan ditempat. Dengan berhasilnya Jepang, mengolah sampah menjadi semen, tentu menjadi peluang sangat besar untuk dikembangkan di Indonesia. Di Jakarta saja sampah yang dihasilkan oleh warganya mencapai 6000 ton lebih/hari. Selain itu secara prinsip, pembuatan ekosemen hampir sama dengan pembuatan semen biasa, sehingga jika bisa dilakukan kerja sama dengan pihak industri semen, maka akan jadi kerjasama yang menguntungkan baik pihak pemerintah maupun pihak industri. Dari pihak pemerintah penanganan sampah bisa teratasi dan dari pihak industri mampu mengurangi penggunaan limestone (26 %).
Namun yang terpenting adalah kemauan pemerintah, khususnya pemerintah kota/daerah, untuk mengelola sampah dengan baik dan memulai untuk mencoba memisahkan sampah antara sampah organik, anorganik, botol dan kaleng menjadi kebudayaan bangsa Indonesia secara luas. Sehingga peluang pemanfaatan sampah menjadi semen atau produk yang lain bisa oleh pihak industri bisa lebih ekonomis.
Sumber:
T. Shimoda, S. Yokoyama, Ecocement—a new Portland cement to solve municipal and industrial waste problems, Proc. of International Congress on Creating with Concrete, Dundee, 1999, pp. 17– 30.
www.taiheiyo-cement.co.jp
www.ichiharaeco.co.jp
Artikel ini pernah dimuat di beritaiptek.com
Tidak ada komentar:
Posting Komentar