UHiMUNIVERSITI SAINS MALAYSIA

Laporan Akhir Projek PenyelidikanJangka Pendek

Kajian Mengenai Beberapa Kaedah untukPengkomposan Sisa Pepejal Majlis

Perbandaran

olehProf. Madya Dr. Faridah A. H. Asaari

Nor Habsah Md SabianiProf. Madya Dr. Hamidi Abdul Aziz

Prof. Madya Dr. Ir. Mohd Nordin Adlan

2007

WI

ARECEIVED07 FEB 2uu7

J.(tt~sln BAINSC,,/1tlM.AYSIA

<' IVI'1tCMO .

LAPORAN AKHIR PROJEK PENYELIDIKAN JANGKA P YFINAL REPORT OF SHORT TERM RESEARCH PROJEC 0>'"''''

PEJABAT PENGURUSAN & KREATIVITI PENYERESEARCH CREA TIVITY AND MANAGEMENT OFFI

"..

'-

1) Nama Ketua Penyelidik :Name of Research Leader:

Ketua Penyelidik PTJResearch Leader School/Centre

Prof Ma:!Y:3 Dr Faridah AH Asaari Pusat Pengajian Keiuruteraan Awam

Nama Penyelidik Bersama(Jika berkaitan) :Name/s of Co-Researcher/s

(if applicable)

Penyelidik Sersama PTJCo-Researcher School/Centre

Nor Habsah Md Sabiani Pusat Pengajian Kejuruteraan Awam-Prof Madya Dr Hamidi Abdul AzizProf Madva Dr Ir Mohd Nordin Adlan

2) Tajuk Projek : tt Kajian Mengenai Seberapa Kaedah untuk Pengkomposan SisaPepejal Majlis Perbandaran".

Tit/e of Project:

3) Abstrak untuk penyelidikan anda(Perlu disediakan di antara 100 - 200 perkataan di dalam Bahasa Malaysia danBahasa Inggeris. Ini kemudiannya akan dimuatkan ke dalam Laporan TahunanSahagian Penyelidikan & Inovasi sebagai satu cara untuk menyampaikandapatan projek tuan/puan kepada pihak Universiti & luar).

-.

Abstract of Research(Must be prepared in 100 - 200 words in Bahasa Malaysia as well as in English.This abstract will later be included in the Annual Report of the Research andInnovation Section as a means of presenting the project findings of theresearcher/s to the university and the outside community)

1

.-

The management of municipal solid wastes (MSW) has become increasingly

complex and expensive. Communities are moving towards integrated systems involving a

number of management techniques to maximize the recovery of resources from the waste

stream. Organic materials comprise the majority of MSW (typically 60-70%), so composting

is likely to playa critical role in achieving the 40-60% waste reduction. In this research, the

composition of organic waste from the municipal waste stream was studied prior to

composting to determine the percentage of organic waste from Pulau Burung Landfill site

which consist of 35.72% food waste, 10.5% paper and 13.27 yard wastes. About 150 - 200

kg of the organic wastes was used per method in the composting process using three

different methods which are windrow, aerated static pile and rotary drum. During the

composting process, changes in temperature, humidity, C:N ratio and pH were monitored

every three days for the first two weeks and then once a week for the rest of the composting

period until C:N and pH become stable and the temperature dropped to the ambient air

temperature. The highest temperature reached during organic waste and food waste

composting was 52° C and maintained for 5-7 days but only to a maximum of 32°C for yard

wastes.'-nus yard waste composting mostly occur in the mesophilic range whilst for organic

waste it is in the thermophilic (40-52°C) range. The compost resulted from yard waste

composting using rotary drum and aerated static pile methods gave a finer texture but dry.

Compost from food waste using windrow method have a coarse texture and more moist.

The curing process required a further 10 - 30 days more until the contents of potassium,

phosphate, nitrate and sulphate become stable or almost constant. Composting of food

wastes was the fastest to complete as it took about two weeks to stabilize and another 7 -10

days for curing. Yard wastes took about 40 days to stabilized and another 30 days for

curing. Organic waste from the municipal waste stream took the longest to stabilize that is

51 days and was cured for another 60 days.

4) Sila sediakan Laporan teknikallengkap y'c;r.~: menerangkan keseluruhan projek ini.[SUa gunakan kertas berasingan]Kindly prepare a comprehensive technical report explaining the project(Prepare report separately as attachment)

Senaraikan Kata Kunci yang boleh menggambarkan penyelidikan anda :List a glosssary that explains or reflects your research:

Bahasa MalaysiaTimbunan statik berudaraDeram berputarProses pengkomposanNisbah C:NKompos

2

Bahasa InggerisAerated static pileRotary drumComposting processC:N ratioCompost

.-

5) Output Dan Faedah ProjekOutput and Benefits of Project

(a) * Penerbitan (termasuk laporan/kertas seminar)Publications (including reports/seminar papers)(Sila nyatakan jenis, tajuk, pengarang, tahun terbitan dan di mana telahditerbit/dibentangkan).(Kindly state each type, tit/e, author/editor, publication year and journal/scontaining publication)

Bil Jenis Tajuk Pengarang Tahun Tempatterbitan ·penerbitan/pembentang

an1 Tesis Kajian Mengenai Mohd Helmie 2004 PPKA

tahun Komposisi Sisa Md Dalanakhir Taman dari Tapak

Pelupusan PulauBurung

2 Tesis Kajian Mengenai Syed Ahmad 2004 PPKAtahun Ciri-ciri Sisa Fauzan Syedakhir Pepejal Mohd

Perbandaran(SPP) dari TapakPelupusan Pulau IBurung

3 Kertas Kajian Mengenai Nor Habsah 2004 Persidangankerja Ciri-ciri Sisa Md Sabiani, Kebangsaan

Pepejal Faridah A.H Kejuruteraan AwamPerbandaran Asaari, Syed 2004(SPP) dari Tapak Ahmad Copothorn Orchid Hotel,Pelupusan Pulau Fauzan Syed Batu Feringghi, PulauBurung, Nibong Mohd PinangTebal, PulauPinang

4 Kertas Proses Nor Habsah 2003 Seminar Berterusan ,kerja Pengkomposan Md Sabiani PPKA

Sisa TamanKajian kes : TapakPelupusan PulauBurung

5. Tesis Pengkomposan Afizah Ayob 2005 PPKAMSc sisa pepejal

organik majlisperbandaranmenggunakankaedah timbunanstatik berudara

6 Tesis Pengkomposan Nor Habsah 2006 PPKAMSc sisa taman Md Sabiani

menggunakankaedah timbunanstatik berudara danderam berputar

7 Tesis Composting of Mohd 2006 PPKAMSc Food Waste Izziuddin Ab.

Malek

3

(b) Faedah-Faedah Lain Seperti Perkembangan Produk, ProspekKomersialisasi Dan Pendaftaran Paten atau impak kepada dasar danmasyakarat.Other benefits such as product development, productcommercialisation/patent registration or impact on source and society

Kajian ini merupakan salah satu alternatif dalam sistem pelupusan sisa

pepejal selain kaedah sedia ada seperti tapak pelupusan. Malaysia tidak

•. harus hanya bergantung kepada tapak pelupusan sahaja kerana kaedah

pengkomposan merupakan salah satu kedah untuk menguraikan semua

sisa pepejal yang bersifat organik kepada satu produk akhir yang dikenali

sebagai kompos. Produk ini amat berguna sebagai bahan penambah baik

tanah dan juga sebagai baja tanaman. Kaedah ini juga dilihat sesuai untuk

mengolah sisa organik seperti sisa makanan yang dihasilkan di kafeteria

sekolah atau institusi pengajian tinggi dan premis bagi mengelakkan semua

sampah yang bersifat organik dibuang terus ke tapak pelupusan. Proses

pengkomposan ini juga diharapkan dapat memberikan pulangan dengan

terhasilnya baja untuk tanaman di samping sebagai sumber pendapatan.

(c) Latihan Gunatenaga ManusiaTraining ~n Human Resources

i) Pelajar Siswazah :Postgraduate students:(perincikan nama, ijazah dan status)(Provide names, degrees and status)

Seorang pelajar M.Sc. telah pun menyiapkan kajian beliau. Tajuk

kajian beliau adalah 'Pengkomposan sisa pepejal organik majlis

perbandaran Ii'(>...~gunakan kaedah timbunan statik berudara'.

Beliau telah pun bergraduasi pada Ogos 2006.

Seorang pelajar M.Sc (mod kerja kursus) telah pun menyiapkan

kajian beliau. Tajuk kajian beliau adalah 'Composting of food

waste'. Beliau telah pun bergraduasi pada Ogos 2006.

Seorang pelajar M.Sc. telah selesai melaksanakan kajian di makmal

serta telah pun menghantar tesis. Beliau sedang menunggu viva.

Tajuk kajian beliau ialah 'Pengkomposan sisa taman menggunakan

kaedah timbunan statik berudara dan deram berputar'.

4

ii) Pelajar Prasiswazah :Undergraduate students:

(Nyatakan bilangan)(Provide number)

Seorang pelajar tahun akhir telah menjalankan kajian berkenaan

ciri-ciri sisa taman yang dihasilkan di Tapak Pelupusan Pulau

Burung. Kajian melibatkan proses pengasingan sisa taman kepada

komponen seperti batang, dahan, ranting dan daun. Ujikaji terhadap

parameter fizikal dan kimia seperti kandungan lembapan, suhu, pH,

kandungan karbon, kandungan nitrogen dan nisbah C:N turut

dijalankan di makmal. Pelajar tersebut telah menghantar tesis beliau

pada bulan Februari 2004 dan telah pun bergraduasi.

Seorang pelajar tahun akhir telah menjalankan kajian berkenaan

ciri-ciri sisa organik yang dihasilkan di Tapak Pelupusan Pulau

Burung. Kajian melibatkan proses pengasingan sisa pepeja! kepada

beberapa komponen seperti sisa makanan, plastik, c;iSd taman,

kadbod, kertas, tekstil, kaca, getah, kayu, logam bukan ferus dan

logam ferus. Ujikaji terhadap parameter fizikal dan kimia seperti

kandungan lembapan, suhu, pH, kandungan karbon, kandungan

nitrogen dan nisbah C:N turut dijafankan di makmal. Pelajar tersebut

telah menghantar tesis beliau pada bulan Februari 2004 dan telah

pun bergraduasi.

iii) Lain-Lain: TIADAOthers:

5

6.

7.

Peralatan Yang Telah Dibeli :Equipment that has been purchased:

Bil Nama/Jenis peralatan yang telah dibeli Kegunaan

1 Bahan kimia untuk ujikaji kandungan karbon Penentuan karbon (C)(COD)

2 Bahan kimia untuk ujikaji kandungan nitrogen Penentuan nitrogen (N)(TKN)

3 Bahan kimia untuk ujikaji kandungan nutrien Penentuan nutrien(nitrat, fosfat, kalium, sulfat)

4 Bahan kimia untuk ujikaji kandungan logam Penentuan logam beratberat (Fe, Zn, Cu, Cd)

5 Peralatan untuk membina kaedah timbunan Membina timbunanstatik berudara (paip, blower, timer, pipe statik berudaraconnection)

6 Yuran persidangan Menghadiri persidangan

7 Barang - barang guna habis Membantu penyelidikandi tapak dan di makma! i

serta untuk penulisc:m8 Fotokopi dan penjilidan Membantu panyeiidikan

dan penulisan9 Majalah dan jurnal Membantu penyelidikan

dan penulisan

Untuk Kegun••n J.w.l.nku••• penyelidlk.~iver.ili:!/<: 1

::.~~:r;:~~·ii:¥~tP':~f!}~WJ1..r!~~ ...(~ ..~~":~ ....~~~~~ ..~~ ...~~~ ..~ ...~~'~'

J\~~~r!tW~'g'RtsimJ/K VJ;~\{;~u;u~PUSAT PENGAJIAN

6

LAPORAN KOMPREHENSIF PROJEK

. -

COMPOSTING REPORT

1.0 INTRODUCTION

The management of municipal solid wastes (MSW) has become increasingly

complex and expensive. Communities are moving towards integrated systems

involving a number of management techniques to maximize the recovery of

resources from the waste stream. Organic materials comprise the majority of MSW

(typically 60-70%), so composting is likely to playa critical role in achieving the 40­

60% waste reduction.

Presently, the solid waste generation per capita for Seberang Perai area

varies from 0.7 - 1.4 kg/day( Syed Ahmad Fauzan, 2004). Its moisture content of 50

-70% is high with bulk density of about 200 kg/m3. The same study revealed that the

organic waste generated from residential area is about 60 to 70% as shown in "!'af:'l--;

1. With this very high composition of organic wastes, composting seel1ls to be the

most appropriate method to manage wastes. More ever with the relaunching of

recycling program, it is hope that more wastes will be segregated to its type and

makes it easier for composting.

Table 1: Solid Waste Composition for Seberang Perai Area (Syed Ahmad

Fauzan,2004)

Sample

1 Sample 2 Sample 3 Sample 4 Sample 5 Percentage

No Composition (4n12003) (14n12003) (28n12003) (5/8/2003) (18/8/2003) Total Average %

Weight (kg)

1 Food Waste 28.5 49.7 38.2 30.0 45.5 191.9 38.38 35.72

2 Plastic 22.8 23.2 26.3 26.4 20.5 119.2 23.84 22.19'-.-.'-

3 Yard waste 13.5 11.5 5.8 32.8 7.7 71.3 14.26 13.27

4 Cardboard 8.2 6.2 6.7 8.0 3.2 32.3 6.46 6.01

5 Paper 7.2 9.8 12.9 14.7 12.3 56.9 11.38 10.59

6 Textile 6.8 5.8 5.6 3.2 6.0 27.4 5.48 5.10

7 Glass 3.6 1.7 3.8 3.8 4.3 17.2 3.44 3.20

8 Rubber 3.0 0.8 0.4 - 0.6 4.8 0.96 0.89

9 Wood 2.3 0.8 - - - 3.1 0.62 0.58

Non ferrous

10 Metal 2.8 2.2 3.4 1.1 1.8 11.3 2.26 2.10

Ferrous

11 Metal 1.8 - - - - 1.8 0.36 0.34

Total 97.7 111.7 103.1 120 101.3 L= 107.44 100

1

. -

2.0 COMPOSTING OF ORGANIC WASTES

Composting is an active biological process that degrades organic compounds.

High temperatures found in composting of > 50°C will result in the appearance of

thermophilic microorganisms that may be more efficient in biodegradation of organics

than mesophiles «40°C). In general, composting will successfully degrade organic

compounds when the guidelines for proper aeration, moisture, and C:N ratio for

mixtures are followed. In this study several methods of composting will be used

which include aerated static pile, rotary drum and windrows. Compost derived from

municipal refuse contains about 1% each NPK(nitrogen, phosphorus and potassium)

and is beneficial for crop production. Moreover the residue after composting is

negligible. Composting is environmental friendly, hygienic and usually has very low

toxic substances.

In this research, four different sets of studies were carried out FilStly, the waste

composition was determined to know the percentage of organrc waste landfilled at

Pulau Burung Sanitary landfill. Secondly, yard waste was used as the composting

medium using aerated static pile and rotary drum. Thirdly, composting of organic

waste from MSW stream aerated static pile and windrow method. lastly but not least

was composting of food waste only using modified windrow method

For each study, about 150- 200 kg yard wastes or organic municipal wastes from

Pulau Burung landfill site (PBlS) or food waste from USM Engineering campus

canteen will be used in the different methods mentioned above. Comparison studies

between the methods employed and type of media used for composting (ie either

yard waste, organic MSW or food waste) will be carried out. The parameters

influencing cOmpOtil.hlg rate, time required for maturation/curing and quality of

compost formed will also be studied.

3.0 OBJECTIVES

The main objectives of this research were:

1. To determine the right ingredients from organic solid wastes components to

obtain quality compost from MSW

2. To determine the optimal composting conditions for different methods used:

C:N ratio, moisture content, aeration requirements, size, pH and temperature

2

3. To determine methods to monitor and tests for compost quality and maturity

4. To compare the quality of compost obtained from all methods used

4.0 METHODOLOGY

There were several phases involved in gathering information and preparation of site

for composting:

Phase I:

i. The acquisition of data on quantity (and percentage) and composition of

organic waste disposal per day was carried out using the quartering method

and at least five samples must be carried out at Pulau Burung Landfill site.

ii. Analysis of waste data on organic waste composition &nd quantity from Pulau

Burung Landfill Site using data from weighing bridge (provided by Idaman

Bersih Sdn Bhd).

Phase II:

i. Idaman Bersih Sdn. Bhd. (the operator of PBLS) and Majlis Perbandaran

Seberang Perai (the owner of the site) has provide a site to built the

composting shed at PBLS. This is one of the outcome of the MoU between

USM, IBSB and MPSP that was signed on 2ih June 2002 to study on

composting.

ii. A shed (20'L x 15'W x 8'H) for composting was built at Pulau Burung Landfill

site witii wncrete flooring, enclosed with wire netting and a sump to collect

any leachate produced during composting. The wall of the shed was enclosed

with chicken net and it was kept under lock and key to protect against

intrusion from both man and animals (monkeys, dogs and stray cats).

Phase III: To assemble and build the three composting methods (2 months)

To design, assemble and build the methods to be used at the site : windrows,

aerated static pile and rotary drum.

3

. "

Phase IV: To identify and carry out the factors/parameters in composting

process (3 months)

i. Establishing optimum size for· composting of organic waste to be used . (by

using shredder) Different composition and bulking additives such as dried

leaves, sludge or dung, sawdust to be used based on C:N ratio.

ii. Monitoring and establishing trends of C:N ratios during composting,:

variations of pH values and temperature.

iii. Establishing the optimum turning/aeration rate, moisture content of compost.

Phase V: To test for the quality and maturity of compost produced before,

during

and after curing period (1 month)

Tests on the compost quality and maturity by carrying out using the C:N ratios, humic

acid content, sulphate and nitrate content, the content of heavy rnetals of compost

formed from the different media used and different methodS employed.

Phase VI : Analysis of Results

i. Review of experimental results and collecting additional data (if necessary).

ii. Final report preparation.

iii. Preparation of technical paper/report.

4.0 RESEARCH OUTCOME

Systematic research on the different methods and media used for composting

will help th:-, landfill operators to convert organic waste to useful material called

compost. It is a soil amendment that help to increase moisture retention, improves

soil structure, fertility and quality. Compost have potential commercial value. By

carrying out composting the volume of waste could be reduced by half thus extending

the useful life of the landfill. With available land limitation for landfilling, this is a much

welcome alternative.

5.0 RESULTS

There are too many results to show in this report. Therefore, detailed results can be

referred to in the following thesis and paper

4

•

i. Syed Ahmad Fauzan (2004), 'Solid Waste Composition for Seberang Perai

Area' by Final year project thesis, School of Civil Engineering

.-ii. Afizah Ayob 2006 ' Pengkomposan sisa organik dari aliran sisa pepejal

menggunakan timbunan static berudara' Thesis MSc, School of Civil

Engineering

. .

iii. Mohd Izzuddin Ab. Malek (2006), ' Composting of food waste', Mix mode

thesis MSc (Environmental Engineering)

iv. Nor Habsah, Faridah AH Asaari, Syed Ahmad Fauzan (2004), 'Ciri-ciri sisa

pepejal dari Tapak pelupusan Pulau Burung' Proceeding AWAM 2004 ,

Copthorne Hotel, Pulau Pinang.

v. Nor Habsah Md Sabiani, Thesis MSc 'Pengkom;:os::;n sisa taman

menggunakan kaedah timbunan statik berudare dan deram berputar' School

of Civil Engineering (final draft Examples of results from the composting of

yard wastes can be found in the Appendix 1).

6. CONCLUSION

In this research, the composition of organic waste from the municipal waste

stream was studied prior to composting to determine the percentage of organic waste

from Pulau Burung Landfill site which consist of 35.72% food waste, 10.5% paper and

13.27 yard wastes. About 150 - 200 kg of the organic wastes was used per method in

the composting process using three different methods which are windrow, aerated

static pllt:' and rotary drum. During the composting process, changes in temperature,

humidity, C:N ratio and pH were monitored every three days for the first two weeks and

then once a week for the rest of the composting period until C:N and pH become

stable and the temperature dropped to the ambient air temperature. The highest

temperature reached during organic waste and food waste composting was 52° C and

maintained for 5-7 days but only to a maximum of 32 C for yard wastes. Thus yard

waste composting mostly occur in the mesophilic range whilst for organic waste it is in

the thermophilic (40-52° C) range The compost resulted from yard waste composting

using rotary drum and aerated static pile methods gave a finer texture but dry.

5

Compost from food waste using windrow method have a coarse texture and

more moist. The curing process required a further 10- 30 days more until the contents

of potassium, phosphate, nitrate and sulphate become stable or almost constant.

Composting of food wastes was the fastest to complete as it took about two weeks to

stabilize and another 7 -10 days for curing. Yard wastes took about 40 days to

stabilized and another 30 days for curing. Organic waste from the municipal waste

stream took the longest to stabilize that is 51 days and was cured for another 60 days.

6

..

. .

In (iii), it shows that the pH changes for both rotary drum and aerated static pile are

almost the same and slightly higher pH changes (pH7.8 - 7.0) occur at the beginning

of composting period.

iii) Comparison of pH for Rotary drum (DB) and Aerated StaticPile(TSU)

8.50

8.007.50

7.00

pH 6.506.00

5.50

5.004.504.00 +----.-------.,-----.----.~.--___._---,~_.______r~.____,_____,~._______.~

o 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Composting Period (days)

The variation of C:N ratio for both methods show that it is decreasing with time. At

the end of the composting period i.e after 70 days the C:N ratio is 30:1 which is

considered to be moderate but in the range acceptable for yard wastes composting

as lignin and cellulose content is very high.

(iv)Graph to com pare the variations in C:N ratiobetween Rotary Drum (DB) and aerated static pile(TSU)

9080

70

.liZ 60

~ 50~ 40(,) 30

2010O+-_____.-..___,___r~...______.~..__,____r~.,_______.~,____,___r____,

o 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Com posting Duration

I--+- DB --- TSU I

8

•

To test for the quality and maturity of compost produced (during curing period)

The quality of the compost were monitored by looking at several parameters which

are the heavy metals content, C:N ratio, sulphate content, potassium content and

nitrate content. The content of heavy metals for Copper and Cadmium and for nitrate

are shown below.

Graph to compare the variations in Cu content in three yardwaste samples

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Composting Duration(Days)

140

120

Cl100.lO:

tll§.

801:01

~ 60(J

:J 40()

20

00

1-+-01 02 -....-031

Graph to compare the variations in Cd content in three yardwaste samples

160

140

Ci 120~

~ 100

C 80

~o 60(J

~ 40

20

o +---.--------.----.--.-----r-,,----.-----,--::::;=:!;:::::::=r:::::="---"""----l1J----,o 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Composting Duration(days)

9

,

Graph to compare the variations in nitrate content inthree yard waste samples

1600

1400

1200

Niitrate 1000Content(mg/kg) 800

600

400

200

. -

o -t---r-----,--,----,--.,---,--,---.,----,----,------,--,---,--,-.

o 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Tempoh pengkomposan (hari)

ED1 ~_~2 --.L- 0311.- 0i0iii0iii _ __iiiiiOiii...:. ...J

10

.'

.. .

PENYATA KEWANGAl.~1 PERBELANJAAN

0\,1 DR FAlliDAH A AS,l\.Alli

304.PAItV,4M. 6035104

JABATAN BENDAHARiUNIT KIJI\II PUl.AlI,I WANG AMANAH

UNIVEF=~.sITI SAn~IS MALAYSIAV.AlMPUS lo<EJURUTERJllA1I'Ii

SE:r.~1 Jij1npj~NGAN

PENYATA KUI~PULANWANG

TElViPOH BERAKHIR 30 NOIfEMBE'~ 20m;

KAJIAN MENGENAJ BEIBERJ!!I.PA KJ~DAH UTK PENGIKOPOSAJN

. ..

Tem\>oh Pro.lel4:01lfMf2004 - 31.f0312006.JUMLAH GERAN :..

1110 PROJEK :­

PANEL :­JDENAJA:-

'\lot

JIPENDEK

lP'fllrtmtl.lkau"I

(a)

PerbelanJa;an sel1lnggl1 TallIgglulligan31n 2/210105 semas;a 20lNi

(b) (c)

..

BelillljaSefllasil 2006

(d)

Jum.BelallJa 21JI06

(c +d)

Jumla.il Be!anjaTerkUfl1!iU!

(b+e+d}

Baki Pemntul{ijll'lSemasaZ006

(a-{b-<-e-<d)

__~17,8E;4.80 ==_ 18,26:3:;?-7

0.00 0.00

13.50 13.50

0.00 0.00

(3.91.97) (391.97)

0.00 0.00

0.00 0.00

0.00 0.00

:::A1:t:l(jq: GAJI KAKITANGAN AINP,M

::::::~1:Qo.o: PERBElANJPAN PH:JP.LP.NAN DAN SARPJ-Il.. . ., . ....... ...:: :::?:3()()9.: PERHUBUNGAN DAN UTIUTI

:: ::::~7:0Q~} BEKALAN DAN ALAT PAKPd HABIS...:::: :2:s.~o.o.: PENYElENGGARJlAN & PEMBAIKAN KECIL

:: :::~$iQOQ: PERl<HIDlVIATAN IKTIS.AS &HOSPITAlITI

:: :: :~35t:lOO: HAR1A-HARTA MODAL LAIN

4,094.&0

2,800.00

200.00

6,390.00

500.00

2,400.00

'1,500.00

4,'191.85

422.50

2.80

8,90e.82

280.00

1,95SI.~:O

2,500.00

o.on0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

0.00

4,191.85

436.00

2.80

8,514.85,

280.00

1,959.30

2,500.00

(3,78.4"1) -~78.47) 17,884.80

(97.06)

2,364.00

197.20

(2,124.85)

220.00

440.70

(1,000.00)

0.00

Jumlah Besar - 'l7:884.80 18,263.27 0.00_ __ (~~78.47).

Page Vi

(37847) 1_7,8.84.80 0.00

..

•

".

MAND~KR1PIKERTAS

Y~RJA/PENERBITAN

· ,

0"

;

Kajian Mengenai Ciri-ciri Sisa Pepejal Perbandaran dari TapakPelupusan Pulau Burung, Nibong Tebal, Pulau Pinang

Nor Habsah Md Sabiani, Faridah A.H Asaari & Syed Ahmad Fauzan Syed MohdPusat Pengajian Kejuruteraan Awam, Kampus Kejuruteraan, USM

ABSTRAK: Pengurusan sisa pepejal yang sistematik dan berkesan amat penting bagi memastikan ia tidakmembawa kesan negatif kepada alam sekitar, manusia dan hidupan lain di bumi inL Pengetahuan mengenaicid-ciri kimia dan fizikal merupakan salah satu perkara penting bagi memastikan sisa pepejal diurus dengansempuma. Oleh itu, kajian ini telah dijalankan untuk memperolehi ciri-ciri sisa pepejal perbandaran (SPP) diTapak Pelupusan Pulau Burung, Nibong Tebal, Pulau Pinang. Di antara parameter fizikal yang terlibat ialahkandungan lembapan, saiz dan ketumpatan manakala parameter kimia yang telah dikaji pula adalah nilai pH,nisbah karbon kepada nitrogen (C:N), kandungan logam berat dan kandungan tenaga. Sebanyak lima (5)sampel SPP telah diambil dari Tapak "Df,;'lpV:C-;.L Pulau Burung. Setiap sampel diambil pada hari yang ber­lainan bagi tujuan ujian di taprik dan juga di makmal. Daripada kajian ini didapati, komposisi sisa pepejalperbandaran (SPP) di Tapak Pelupusan Pulau Burung boleh dipeeahkan kepada 11 komponen utama iaitu sisamakanan (35.72%), plastik (22.19)%, sisa taman (13.27%), kertas (10.59%), kadbod (6.01%), tekstil (5.10%),kaea (3.20%), getah (0.89%), kayu (0.58%) dan logam bukan ferus (2.44%). Sementara itu, taburan saiz bagiSPP pula adalah di antara 0.01 em sehingga 210.0 em. Daripada kajian inijuga didapati, kandungan lembapanpurata bagi sisajenis ini adalah 53.90 %. Di dalam ujian penentuan ketumpatan pula, sisa makanan meneatat­kan nilai sebanyak 520 kg/m3, plastik 140 kg/m3, sisa taman 170 kg/m3, kadbod 220 kg/m3 dan 190 kg/m3bagi tekstil dan kertas. Selain itu, nisbah karbon kepada nitrogen (C:N) bagi sampel 1 adalah 15: 1 manakalauntuk sampel2, sampel3, sampel4dan sampel5, nisbah C:N adalah 49:1,18:1,7:1 dan 18:1 masing-masing.Nilai purata pH bagi SPP pula adalah 6.36. Sementara itu, kajian penentuan kandungan logam berat sepertiFe, Mn, Zn dan Ni memberikan nilai 2.55 mg/g, 0.02 mg/g, 1.29 mg/g dan 0.05 mg/g masing-masing. Ujianpenentuan kandungan tenaga pula memberikan nilai sebanyak 32,125 kJ/kg bagi berat kering dengan abu ma­nakala 34,818 kJ/kg bagi berat kering tanpa abu. Sementara itu, pengiraan kandungan tenaga menggunakanformula Dulong pula memberikan nilai kandungan tenaga dengan kehadiran sulfur adalah sebanyak 11,240kJ/kg manakala nilai kandungan tenaga tanpa kehadiran sulfur pula adalah sebanyak 11,242 kJ/kg. Seeara ke­seluruhan, keputusan yang diperolehi daripada kajian ini menunjukkan kebanyakan daripada parameter fizikaldan kimia yang dikaji seeara puratanya adalah dalam julat yang disyorkan oleh beberapa penyelidik kebang­saan dan antarabangsa.

Kata kunci: Sisa pepejal perbandaran (SPP), nisbah karbon kepada nitrogen (C:N), logam berat, peratuskelembapan, kandungan tenaga, formula Dulong.

1 PENGENALAN

Statistik mengenai sampah di Malaysia agakmenjengkelkan. Umpamanya, purata perkapitapembuangan sampah setiap penduduk di LembahKelang sahaja ialah kira-kira 1.2 kg setiap hari, ataupun seeara keseluruhannya sebanyak 4,720 tansehari (Rahaiza Ismail et.al, 2003). Manakaladianggarkan kira-kira 2,430 tan sampah dihasilkandalam masa satu hari oleh warga Kuala Lumpurdan diramalkan menjelang tahun 2020 jumlah

AWAM-2004

sampah yang dihasilkan di Kuala Lumpur akanmeneeeah sehingga 3,240 tan sehari. MenurutMenteri Perumahan dan Kerajaan Tempatan, DatukSeri Ong Ka Ting, jika dikumpulkan dalam tempohdua bulan sahaja, sampah itu boleh memenuhi ruangMenara Berkembar Petronas atau memenuhiStadium Nasional Bukit Jalil. Sehingga ke hari ini,kadar penjanaan sampah di seluruh negara telahmeningkat kepada 16,000 tan setiap had (RahaizaIsmail et.al, 2003).

lOEB 1

·..

.~

Fenomena Inl berlaku memandangkanpertambahan penduduk yang semakin meningkat diMalaysia dari setahun ke setahun serta kepesatanpembangunan ekonomi negara akhir-akhir ini. DiSemenanjung Malaysia sahaja, populasi pendudukdi kawasan bandar pada tahun 1988 telah meningkatdaripada 6.05 juta orang kepada 8.7 juta orangpada tahun 1995 (Agamutuhu, 2001). Sementara itu,statistik yang dikeluarkan oleh KementerianPerumahan dan Kerajaan Tempatan menunjukkanbahawa kira-kira 60 peratus penduduk Malaysiatertumpu di kawasan-kawasan bandar (RahaizaIsmail et.al, 2003). Secara tidak langsung, fenomenaini akan meningkatkan lagi kadar penjanaan sisapepejal di seluruh negara sarna ada di kawasanbandar mahu pun luar bandar. Penjanaan sisa pepejalsentiasa berlaku dalam aktiviti harian manusia. Sisapepejal yang terhasil perlulah diuruskan dengansebaik mungkin supaya tidak memberi kesan burukkepada alam sekitar.

Pengurusan sisa pepejal perlulah lebih sistematikbagi mengelakkan daripada berlakunya kegiatanpembuangan sampah yang tidak terkawal di mana iaboleh mengundang pelbagai rna :ht: :.~ji~ sepertipencemaran tasik, sung;:li dan juga kejadian banjirkilat. Di samping itu, ia juga boleh mengganggupersekitaran kehidupan manusia seperti penyebaranpenyakit (Fadhil Othman, 1996). Daripada kajianyang telah dijalankan, didapati sekurang-kurangnya22 jenis penyakit yang menjangkiti manusiamempunyai kaitan dengan sisa pepejal atau punsampah sarap ini (Noraini Jaafar, 1994). Dalammemastikan sisa pepejal diurus dengan lebihsempurna, ciri-ciri fizikal dan kimia merupakanparameter penting untUk diketahui. lni keranamaklumat kesemua parameter ini boleh digunakansebagai bahan rujukan untuk beberapa aktivitiseperti proses pengkomposan, kitar semula danpemulihan bahan terutamanya jika skrin danpemisah bermagnet digunakan.

Oleh itu, pelbagai kajian mengenai sistempelupusan sampah telah dijalankan bagimengenalpasti kaedah dan teknik pelupusan yangterbaik yang mana ia dapat menjamin kesejahteraandankeharmonian sejagat. Seterusnya menerusikajian yang dijalankan juga adalah diharap agar iadapat memupuk dan mewujudkan kesedaranmengenai kepentingan pengurusan sisa pepejalsupaya kita dapat hidup dengan lebih sejahtera.

2 METODOLOGI

Kajian ini telah dijalankan di Tapak Pelupusan PulauBurung, Nibong Tebal, Pulau Pinang. Tapakpelupusan yang terletak lebih kurang 20 minitperjalanan dengan kereta dari Kampus KejuruteraanUniversiti Sains Malaysia ini merupakan tapakpelupusan sisa pepejal bagi negeri Pulau Pinang dan

AWAM-2004

menggunakan teknik kambus tanah sanitari untukmelupuskan sisa pepejal. Selain itu, tapak pelupusanini juga mempunyai sistem kawalan pencemaranseperti sistem perpaipan air larut lesapan (leachate),sistem perpaipan untuk ventilasi gas tapak pelupusandan lain-lain kelengkapan serta kemudahan sepertisistem merawat larut lesapan melalui pengudaraandan kaedah fizikal (dalam pembinaan). lnimenjadikan tapak pelupusan ini bertaraf 'SanitaryLandfill Level III'. Tapakpelupusan ini diuruskanoleh ldaman Bersih Sdn. Bhd. (IBSB) yangmerupakan kontraktor yang dilantik oleh MajIisPerbandaran Seberang Prai (MPSP).

Bagi tujuan kajian ini, sebanyak 5 sampel sisapepejal perbandaran (SPP) telah diambil. Setiapdaripada sampel ini diambil pada tarikh yangberlainan bermula pada 4 Julai 2003 hingga 18 Ogos2003. Kajian ini juga melibatkan ujian di tapak danjuga di makmal.

2.1 Kaedah Kerja Di Tapak

Kerja-kerja di tapak melibatkan penentuanparameter seperti komposisi sisa, penentuan saiz danketumpatan sisa. Persampelan sisa pepejalperbandaran (SPP) dilakukan menggunakan kaedahpensukuan (quatering method) di mana SPP yangdilonggok oleh lori sampah jenis pemampat(compactor) akan disukukan beberapa kalimenggunakan jentera bergantung pada beratkeseluruhan sisa. Setelah itu pengasingan mengikutkomposisi dilakukan secara manual (Peavy,HS,1988). Penentuan taburan saiz merupakan salah satuciri-ciri fizikal di mana ia bertujuan untukmendapatkan taburan saiz komposisi sisa pepejalperbandaran (SPP). Saiz sisa diukur denganmenggunakan pita ukur setelah proses pengasingandilakukan. Ketumpatan merupakan parameter fizikalyang biasanya digunakan untuk menilai jumlah beratdan isipadu sisa pepejal yang perlu diuruskan.Penentuan ketumpatan dilakukan denganmenimbang setiap komposisi yang telah diasingkandi dalam bekas yang dik~tahui isipadunya.

2.2 Kaedah Kerja Di Makmal

Ujikaji yang dijalankan di makmal melibatkan ujian­ujian seperti penentuan peratus kelembapan, pH,peratus abu kering, Keperluan Oksigen Kimia(COD), Nitrogen Kjeldhal Jumlah (TKN) (StandardMethods for the Examination of Water andWastewater, 1985) dan kandungan logam beratseperti Fe, Mn, Zn dan Ni (EfA 3050B-AcidDigestion of Sediment, Sludges and Soils, 1998).Penentuan kandungan lembapan bertujuan untukmenentukan peratus kandungan air di dalam SPP.Sampel dikeringkan di dalam ketuhar selama 2 jampada suhu 105°C dan kemudiannya ditentukan

10E13 2

..

"

."

peratus kehilangan air di dalam sampel (Peavy,HS,1988). Ujian kandungan lembapan ini hanyadijalankan ke atas 5 komponen iaitu sisa makanan,kadbod, sisa taman, kertas dan tekstil. lni adalahkerana komponen ini mempunyai kandunganlembapan dan juga kebolehan menyerap air yanglebih tinggi berbanding komponen-komponen yanglain. Sementara itu, analisis hampiran dijalankandalam penentuan peratus abu bagi tujuan pengiraankandungan tenaga. Dalam kaedah ini, sampeldibakar di dalam relau pada suhu 800°C di dalammangkuk pijar yang tertutup (peavy,HS, 1988).Sementara itu, ujikaji COD dijalankan ke atassampel SPP bagi menentukan kandungan karbon didalam sampeI. Ujikaji TKN pula bertujuan untukmenentukan kehadiran nitrogen di dalam SPP. Didalam kajian ini, kandungan logam berat di dalamSPP turut dikaji seperti Zn, Mn, Fe dan Ni denganmenggunakan alat DR 2000.

Sisa makanan yang dijana boleh dikategorikankepada 2 jenis iaitu makanan mentah dan makananyang sudah dimasak. Contoh jenis makanan mentahadalah kulit buah-buahan, bijirin, kelapa parut danberas manakala jenis makanan yang sudah dimasakpula termasuklah nasi, tulang ikan, ayam dansebagainya. Daripada kajian yang telah dijalankanoleh penyelidik yang terdahulu juga menunjukkanbahawa sisa makanan menyumbangkan peratusanyang tertinggi iaitu sebanyak 32 % daripada sisapepejal perbandaran yang dilupuskan di tapakpelupusan di Malaysia (Agamuthu,2001). Sementaraitu, kayu meneatatkan peratusan yang terendahdilupuskan di tapak pelupusan ini iaitu 0.58 %.Seeara keseluruhan daripada kelima-limapersampelan yang dijalankan, dapat dilihat bahawasisa makanan dan plastik merupakan peratustertinggi yang dilupuskan di Tapak Pelupusan PulauBurung.

3 KEPUTUSANDANPERBINCANGA.N.' .

Jadual 1. Taburan saiz setiap komposisi sisa pepejalperbandaran (SPP)

2.44%

Purata komposisi sisa pepejal bagi kesemua sampel

AWAM-2004

No Komposisi Taburan saiz (em)Lebar Diameter Panjang

1 Sisa makanan 0.01 - 0.52 Plastik 3.3 - 4.8 3.0 - 7.0 4.9-6.0

Sisa taman

3(rumput, daun

1.0 - 3.0 4.0 - 51.0dan ranting kecilsahaja)

4 Kadbod 5.0 - 10.0 6.5 - 18.05 Kertas 3.0 - 32.0 5.0 - 58.06 Tekstil 4.5 - 210.0 6,0 - 18.37 -Kaea 1.3 - 28.6 6.0 - 6.5 7.8 - 20.58 Getah 3.3 - 55.0 6.0 - 12.29 Kayu 4.0 - 8.5 11.0-20.010 Logam bkn ferus - 4.2 - 10.8 3.0 -12.5

Taburan saiz juga merupakan parameter yangpenting bagi tujUlili iJemulihan bahan. Bagi sisa yangboleh biodegradasi, saiz yang keeil akanmempereepatkan aktiviti mikrob untuk prosespenguraian sisa tersebut. Dalam kajian ini, julat saizSPP diambil seeara purata daripada 5 sampel.Berdasarkan Jadual 1, taburan saiz untuk sisamakanan adalah dianggarkan 0.01 em hingga 0.5em. Nilai saiz anggaran dibuat disebabkan terdapatsisa makanan yang mempunyai saiz yang amat kecilsehingga sukar untuk diukur menggunakan pembarismahu pun pita ukur. Sisa plastik mempunyai lebar diantara 3.3 hingga 4.8 em manakala panjangnya pulaadalah di antara 4.9 hingga 6.0 em. Taburan saiz sisataman pula adalah di antara 1.0 hingga 3.0 emdiameter dan 4.0 hingga 51.0 em panjang. Sisataman yang diukur termasuklah daun, ranting, dahandan batang. Bagi kadbod dan kertas lebarnya adalah

10El3 3

II Sisa makanan

• Plastik

o Sisa taman

o Kadbod

• Kerlas

III Tekslil

• Kaca

iii Gelah

• Kayu

II Logam him ferns

22.19%

O.5S%

Setelah menjalankan proses pensukuan danpengasingan (sorting) terhadap kelirna-lirna sampelini, didapati sisa pepejal perbandaran di situ bolehdikategorikan kepada 11 komponen iaitu sisamakanan, plastik, sisa taman, kadbod, kertas, tekstil,kaea, getah, kayu dan logam bukan ferus (tin danlogam aluminium).

Berdasarkan Rajah 1, didapati sisa makananmerupakan komposisi utama dalam sisa pepejalperbandaran di Tapak Pelupusan Pulau Burungdengan meneatatkan peratus tertinggi iaitu 35.72 %.

Setelah ujikaji dUaianlt:un di tapak dan juga dimakmal, data-data Jdllg diperolehi dipersembahkanseperti di dalam jadual dan rajah berikut:

Rajah 1. Purata komposisi sisa pepejal bagi kesemua sampelyang diambil

.. '

~.

di antara 3.0 hingga 32.0 em dan panjangnya adalahdi antara 5.0 hingga 58.0 em. Di antara eontohkadbod adalah kotak dan kulit buku manakalaeontoh bagi kertas adalah surat khabar dan buku.Daripada Jadual 1 juga didapati lebar maksimumtekstil meneapai 210.0 em. Kaea pula mempunyailebar di antara 1.3 hingga 28.6 em dan panjang diantara 7.8 hingga 20.5 em. Terdapat juga kaea yangberbentuk bulat seperti muneung botol dan eerminjam. Getah mempunyai diameter di antara 3.3hingga 55.0 em dan panjang di antara 6.0 hingga12.2 em manakala kayu mempunyai diameter diantara 4.0 hingga 8.5 em dan panjang di antara 11.0hingga 20.0 em. Sementara itu, jenis bahan - bahanlogam bukan ferus yang telah dijumpai hanyalah tinaluminium iaitu tin minuman yang mempunyaidiameter di antara 4.2 hingga 10.8 em dan panjangdi antara 3.0 hingga 12.5 em. Seearakeseluruhannya, sisa pepejal perbandaran (SPP)yang diIupuskan di tapak pelupusan terdiri daripadapelbagai saiz bergantung kepada komposisi sesuatuSPP tersebut. Walau bagaimanapun, taburan saiztidak mempengaruhi berat sesuatu SPP.

Jadual 2: Purata kandungan lembapan untuk kelima-limasampel mengikut kompos~i .-spp

No KomponenKandungan Kandunganlembapan (%)(*) lembapan (%)(A)

1 Sisa makanan 49.22 702 Kadbod 9.45 53 Kertas 8.14 6

Sisa taman

4 (rumput, daun 52.92 60dan ranting kecilsahaja)

5 TekstiJ 6.15 10

ujian dijalankan, purata kandungan lembapan untukkelima-lima sampel mengikut komposisi telahdiperolehi dan niIai-niIainya telah ditunjukkan didalam Jadual 2. Adalah jelas bahawa niIaikandungan lembapan untuk sisa makanan adalahsebanyak 49.22 %. NiIai ini berada dalamjulat 'Datatipikal untuk kandungan lembapan SPP' yangdipetik dari buku 'Integrated Solid WasteManagement, Engineering Principles andManagement Issues' iaitu di antara 50 hingga 80peratus. Sisa taman mempunyai peratus kelembapanyang tertinggi iaitu sebanyak 52.92 %. Walaupundemikian, niIai ini hampir memenuhi nilai tipikalyang terdapat di dalam Jadual 2 iaitu 'Data Tipikaluntuk kandungan lembapan SPP'. Kandunganlembapan untuk kadbod pula adalah sebanyak9.45%. Sekiranya dibuat perbandingan dengan 'DataTipikal untuk kandungan lembapan SPP' (Jadual 2),didapati nilai tipikal peratus kelembapan kadbodadalah 5 %. Perbezaan di antara niIai yangdiperolehi dengan nilai tipikal adalah sebanyak 4.45%. Daripada kajian yang telah dijalankan, di dapatikandungan lembapan bagi SPP di Malaysia adalahsebanyak 75 % (Agamuthu, 2001). Seeara tidaklangsung, kaedah pelupusan seperti pembakaran ataupenunuan akan menghadapi kesukaranmemandangkan kandungan lembapan yang terlalutinggi. Perbezaan yang ketara ini mungkindisebabkan oleh faktor iklim di mana negara yanghampir dengan garisan Khatulistiwa lebih kerapmengalami hujan berbanding negara yang jauh darigarisan Khatulistiwa.

.Jadual 3. Purata ketumpatan untuk kelima-lima sampelmengikut komposisi SPP

10E13 4

Ketumpatan seeara umumnya boleh didefinisikansebagai berat per isipadu. Data ketumpatan yangdiambiI tidak meliputi kesemua komponen sisapepejal perbandaran (SPP). Terdapat 4 komponenyang tidak diambil data ketumpatannya iaitu kaea,getah, kayu dan logam bukan ferus. Ini disebabkanoleh saiznya yang agak besar dan tidak seragam.Jika dilihat daripada Jadual 3, didapati nilaiketumpatan yang tertinggi diwakili oleh sisamakanan dengan nilai ketumpatannya adalahsebanyak 520 kg/m3

. Ini disebabkan saiz purata bagisisa makanan biasanya adalah keeil. Kadbod pulamemberikan nilai ketumpatan kedua tertinggi

(*) Nilai yang diperolehi dari kajian ini

(A) Data Tipikal untuk kandungan lembapan SPP (Tchobanoglous,

Theisen, Vigil, 1993)

Kandungan lembapan merupakan salah satudaripada eiri-eiri fizikal sisa pepejaI. Nilaikandungan lembapan merupakan parameter penting

. yang perIu diketa.hui terutama sekali untuk prosespengkomposan dan perolehan tenaga. Di dalamproses pengkomposan, kehadiran air adalah amatpenting untuk melarutkan nutrien sebelum bolehdiserap oleh mikroorganisma (Jaafar Ahmad, 2001).Jika dilihat dari aspek perolehan tenaga, kandungan

.' lembapan yang tinggi akan menyebabkan sesuatusisa tersebut sukar untuk dibakar. Selain itu, ujiankandungan lembapan ini hanya dijalankan untuk 5komponen iaitu sisa makanan, kadbod, sisa taman,kertas dan tekstil. Ini adalah kerana komponen inimempunyai kandungan lembapan dan jugakebolehan menyerap air yang lebih tinggiberbanding k,omponen-komponen yang lain. SetelahAWAM-2004

No Komponen

1 Sisa makanan2 Plastik3 Sisa taman4 Kadbod5 Kertas6 TekstiJ

Purata ketumpatan (kg/m3)

520140170220190190

...

Jadual5 : Nilai purata pH kelima-Iima sampel SPP

Jadual 5: Nilai COD, TKN dan nisbah C:N untuk kelima-Iimasampel SPP

selepas sisa makanan dengan catatan nilai sebanyak220 kg/m3

• Ini diikuti oleh kertas dan tekstil yangmem~unyai nilai ketumpatan yang sarna iaitu 190kg/m. Komponen yang paling rendah nilaiketumpatannya adalah plastik yang mencatatkannilai sebanyak 140 kg/m3

•

Sampel Keperluan oksigen Nitrogen Nisbahkimia(COD) Kjeldahl jumlah C:N

(TKN)

I 412.00 26.88 15:12 440.00 8.96 49:13 320.00 17.92 18:14 320.00 44.80 7:15 400.00 22.80 18: 1

8.78

0.111.49

0.085

2.55

0.02

1.290.05

Fe

MnZnNi

Jadual 6: Perbandingan nilai logam berat di antara sisa pepejalperbandaran (SPP) dan sisa taman

Kandungan logam berat di dalam kajian iniditentukan menggunakan alat spektrofotometer ataulebih dikenali sebagai DR 2000. Terdapat 4 jenislogam berat yang dikaji iaitu Fe, Mn, Zn dan Ni.Nilai yang diperolehi daripada sampel sisa pepejalperbandaran akan dibandingkan dengan nilai sampelsisa taman yang diperolehi oleh saudara MohdHelmie bin Mad Dalan. Bagi memudahkanperbandingan, Jadual 6 telah dibuat dan nilai-nilailogam berat yang dinyatakan dalam jadualmerupakan nilai-nilai yang diambil secara puratadaripada keIima-lima sampel. Berdasarkan Jadual 6,kandungan Fe di dalam SPP adalah 2.55 mg/gmanakala kandungan Fe di dalam sisa taman adalah8.78 mg/g. Walaupun perbezaan kandungan Fe didalam kedua-dua jenis sisa ini adalah besar, namun

10El3 5

(*) Nilai yang diperolehi hasil kajian ini(.;'..) Nilai yang diperolehi hasil kajian Mohd Helmie MadDalan,2004

Nilai pH bagi sisa pepejal perbandaran (SPP)ditentukan dengan menggunakan meter pH. Sedikitsampel diambil (± 3.0g) sebelum direndamkandengan ±7.5 ml air suling (nisbah SPP kepada airsuling ialah 1:2.5) di dalam bikar dan dikacausupaya rendaman sampel menjadi sebati. Bacaandiambil setelah sampel dilarutkan dan dibiarkanselama I jam (Laboratory Manual for theExamination of Water, Wastewater and Soil, 1988).Keputusan yang diperolehi ditunjukkan seperti didalam Jadual 5 dan didapati sampel I menunjukkanbacaan 7.72, sampel 2 bernilai 5.88, sampel 3bernilai 6.05 sampel 4 bernilai 5.90 dan sampel 5bernilai 6.25. Sekiranya diteliti, didapati hampirkesemua sampel menunjukkan nilai pH kurangdaripada 7.0 kecuali untuk sampel 1 di mana nilaipHnya adalah 7.72. Hal ini berlaku mungkindisebabkan oleh terlalu banyak komponen bersifatalkali bercampur bersama dengan komponen lain.Contohnya kotak serbuk pencuci yang masihmempunyai saki-baki sabun yang melekat didalamnya. Walau bagaimanapun, secara puratanya,nilai pH bagi sisa pepejal perbandaran yang dikajiadalah sedikit berasid dengan catatan pH 6.36.

Kandungan logam berat (mg/g)Jenis Logam ------.::'--:---=---:---'=-=-~-,--:__

Berat Sisa Pepejal Sisa Taman ( ... )Perbandaran (*)

6.36

NisbahpH

7.725.886.055.906.25

NilaipH

12345

Sampel

AWAM-2004

Terdapat dua ujikaji makmal yang terlibat dalampenentuan nisbah karbon kepada nitrogen (C:N) bagiSPP iaitu ujian Keperluan Oksigen Kimia (COD)yang bertujuan untuk mendapatkan kandungankarbon di dalam SPE ,J11anz..;ula ujian NitrogenKjedlhal Jumlah (TKN) adalah untuk mendapatkankandungan nitrDgen di dalam SPP. Keputusan ujikajiuntuk nisbah C:N ini diringkaskan seperti di dalamJadual4. Kepentingan nisbah C:N dalam pengurusansisa pepejal adalah untuk mengenalpasti proseskebolehbiorosotan di dalam proses pengkomposan.Ini adalahkerana jika nisbah C:N adalah tinggi iaitunilai karbon lebih besar daripada nitrogen, makaproses biorosot atau penguraian akan berlaku secaraperlahan. Namun begitu, sekiranya nisbah C:Nadalah rendah di mana kandungan nitrogennyatinggi maka nitrogen akan hilang ke atmosferakerana ia telah bertukar kepada gas ammonia.Nisbah optimum C:N ialah (25-30:1)(Prue Williams,1996). Berdasarkan Jadual 4, didapati nisbah C:Nbagi kelima-lima sampel adalah tidak begitukonsisten. Situasi ini boleh dilihat dalam sampel 2dan sampel 4 di mana nisbah C:N untuk sampel 2adahih 49: 1 sedangkan untuk sampel 4, nisbah C:Nyang diperolehi adalah 7:1. Ini mungkin disebabkanoleh ralat yang terjadi semasa penentuan COD atauTKN. Walau bagaimanapun, bagi sampel I, sampel3 dan sampel 5, nisbah TKN yang diperolehi bolehdikatakan konsisten di mana nisbah C:N sampel 1adalah 15:1 dan 18:1 untuk sampel3 dan 5.

..

. .

.,

Kandungan tenaga (kJ/kg)

AWAM-2004

Jadual 7. PerbandingC'p. ;':,-~ >;c)!~an di dalam sisa pepejalperbandaran (SPP) menggunakan kaedah pengiraan dankaedah formula Dubng

Kandungan tenaga dalam komponen organik sisapepejal perbandaran (SPP) boleh ditentukan denganmenggunakan 3 kaedah iaitu kaedah menggunakanborn kalorimeter, kaedah pengiraan dan formulaDulong. Dalam kajian ini, hanya kaedah pengiraandan formula Dulong (Peavy,HS, 1988) digunakanuntuk penentuan kandungan tenaga. Kaedahpengiraan kandungan tenaga ini boleh dibahagikankepada 2 jenis iaitu dengan mengambil kira beratkering dengan abu serta berat kering tanpa abu.Kaedah penentuan abu adalah dengan menggunakananalisis hampiran dan hasil keputusan dinyatakandalam bentuk peratus. Setelah dijalankan analisishampiran terhadap sampel sisa pepejal perbandaran(SPP), didapati peratus abu adalah sebanyak 3.35 %dengan menggunakan relau sebagai alat membakarpada suhu 80o-C selama 2 jam (Peavy,HS, 1988).Nilai kandungan tenaga untuk sisa pepejal

perbandaran (SPP) telah ditunjukkan dalam Jadual 7dan nilainya dinyatakan dalam unit kJlkg. Jikadilihat pada jadual tersebut, dapat dinyatakanbahawa kandungan tenaga untuk berat kering tanpaabu adalah lebih tinggi berbanding dengankandungan untuk berat kering dengan abu. Di dalamkaedah ini, kandungan tenaga adalah paling tinggi didalam sampel 4 dengan 41,184 kJlkg dan 37,560kJlkg masing-masing bagi berat kering tanpa abudan berat kering dengan abu. Manakala kandungantenaga adalah paling rendah bagi sampel 1 dengan26,722 kJlkg dan 25,258 kJlkg masing-masing bagiberat kering tanpa abu dan berat kering dengan abu.Selain daripada kaedah pengiraan, kandungan tenagajuga boleh dikira menggunakan formula Dulong.Kaedah ini agak berlainan daripada kaedahpengiraan kandungan tenaga biasa kerana melaluikaedah ini, formula kimia setiap sampel harusdiketahui terlebih dahulu sebelum boleh dimasukkanke dalam formula Dulong. Merujuk kepada Jadual7, untuk formula Dulong, didapati terdapat duajenisnilai kandungan tenaga iaitu dengan kehadiran sulfurdim tanpa kehadiran sulfur. Perbezaan di antarakedua-dua jenis ini adalah tidak begitu ketara jikadibandingkan dengan keputusan yang diperolehi diantara berat kering dengan abu dan berat keringtanpa abu di dalam kaedah pengiraan kandungantenaga. Di dalam kaedah ini pula, kandungan tenagaadalah paling tinggi di dalam sampel 2 dengan13,471 kJlkg dan 13,460 kJlkg masing-masing tanpakehadiran sulfur· dan dengan kehadiran sulfur.Manakala kandungan tenaga adalah paling rendahbagi sampel 5 dengan 8,611 kJ/kg dan 8,612 kJlkgmasing-masing tanpa kehadiran sulfur dan dengankehadiran sulfur. Apabila dibuat perbandingan nilaidi antara kedua-dua kaedah ini, didapati secarapuratanya nilai kandungan tenaga kaedah pengiraanadalah lebih tinggi berbanding nilai kandungantenaga menggunakan kaedah formula Dulong.Berdasarkan Jadual 7, kandungan tenagamenggunakan kaedah pengiraan bagi berat keringdengan abu dan berat kering tanpa abu adalah32,12::; LJlkg dan 34,818 kJlkg masing-masing.Sementara itu, kandungan tenaga menggunakankaedah formula Dulong pula adalah 11,240 kJ/kguntuk kehadiran sulfur dan 11,242 kJlkg untuk tanpakehadiran sulfur. Perbezaan nilai secara purataantara kedua-dua kaedah ini adalah hampir 3 kaliganda.

4 KESIMPULAN

Kajian mengenai ciri-ciri sisa pepejal perbandaran(SPP) dari Tapak Pelupusan Pulau Burung telahdilaksanakan dengan jayanya dan didapatikebanyakan parameter fizikal dan kimia yangdiperolehi memenuhi julat seperti mana yangdisyorkan oleh para penyelidik kebangsaan dan

lOEB 6

Kaedah Perkiraan Formula Dulong

25,258 26,722 10,844 10,84727,144 29,106 13,460 13,47134,797 37,595 10,788 10,78037,560 41,184 12,494 12,50135,868 39,487 8,612 8,61132,125 34,818 11,240 1l,242

Berat Berat Dengan Tanpakering kering kehadiran Kehadiran

dengan abu tanpa abu sulfur sulfur

12345

Purata

Sampel

kandungan ini mempunyai nilai tertinggi antarasemua jenis logam lain yang dikaji. Jika Femempunyai nilai tertinggi untuk kedua-dua jenissisa, Mn pula mencatatkan nilai terendah untuk SPPiaitu sebanyak 0.02 mg/g. Bagi sisa taman,kandungan Mn yang dicatatkan adalah sebanyak0.11 mg/g. Sementara itu, kandungan Zn bagi SPPadalah lebih rendah iaitu 1.29 mg/g berbandingkandungan Zn yang terdapat di dalam sisa tamaniaitu 1.49 mg/g. Keadaan ini berbeza untuk Ni didalam SPP di mana nilainya adalah 0.05 mg/gmanakala kandungan Ni di dalam sisa taman pulaadalah 0.085 mg/g. Kesimpulannya, hampir kesemuakandungan logam berat yang terdapat di dalam SPPadalah lebih rendah berbanding dengan kandunganlogam berat yang terdapat di dalam sisa taman.Kandungan logam berat yang tinggi di dalam sisataman ini mungkin hadir daripada peralatanmekanikal yang digunakan semasa proses memotongdan mengecilkan saiz sisa tersebut sepertipenggunaan shredder (Tchobanoglous. G, 1993).

. .

•antarabangsa. Laporan kajian ini juga bergunasebagai rujukan kepada proses pengkomposan dankitar semula sisa pepejal perbandaran (SPP). Iniadalah kerana maklumat mengenai komposisi sisapepejal ini adalah penting bagi menentukan jenisperalatan, sistem dan program pengurusan untukmenangani masalah pelupusan sisa pepejal. Selainitu, hasH kajian ini juga diharapkan dapat dijadikansebagai rujukan bagi meningkatkan lagikeberkesanan sistem pengurusan sisa pepejal diTapak Pelupusan Pulau Burung.

5 RUJUKAN

Agamuthu.P (2001) "Solid Waste: Principles and Manage­ment", University of Malaya Press.

Diaz L.F, Savage G.M, Eggerth L.L, Golueke C.G (1993)"Composting and Recycling Municiple Solid Waste",Lewis Publishers.

Fadhil Othman (1996) "Permasalahan Alam Sekitar", DewanBahasa dan Pustaka, Penerbit Universiti Teknologi Malay­sia.

Faridah A.H Asaari, Dini R.H.B (1997). "Modul PengurusanSisa Pepejal dan EIA", Pusat Pengajian Kejuruteraan

-.:.. :_~•., , Universiti Sains Malaysia.

AWAM-2004

George Tchobanoglous, Hilary Theisen, Samuel Vigil (1993)."Integrated Solid Waste Management, Engineering Princi­ples and Management Issues", McGraw-Hill, Inc.

Jaafar Ahmad (2001). "Proses Pengkomposan Bahan-BahanOrganik Dari AIiran Sisa Pepejal Domestik Dengan Meng­gunakan Reaktor Aerobik", Tesis Ijazah Lanjutan, Univer­siti Sains Malaysia.

Mohd Helmie Mad Dalan (2004). "Komposisi Sisa Taman DariTapak Pelupusan Pulau Burung"(dalam penyediaan), La­poran Kajian Tahun Akhir, Universiti Sains Malaysia.

Noraini Jaafar (1994) "Kejuruteraan Alam Sekitar", Penerbi­tan Akademik Universiti Teknologi Malaysia.

Peavy, H.S, Rowe, D.R, Tchobanoglous.G (1988) "Environ­mental Engineering", Mc Graw-Hill International Editions

"Kuala Lumpur Tanpa Insinerator" MASSA Bil 379,1-7 Feb­ruari 2003

Laboratory Manual for the Examination of Water, Wastewaterand Soil, 1988)

Standard Methods for the Examination of Water and Wastewa­ter, 16th Edition, 1985)

EPA 3050B-Acid Digestion of Sediment, Sludges and Soils,1998)

lOE13 7

INTERNAL EXAMINER

COMPOSTING OF FOOD WASTES

by

MOHO. IZZIUDDIN BIN AB. MALEK

Dissertation submitted as partial fulfillmentof the requirements for the degree of

Master of Science (Environmental Engineering)

May 2006

5

If

ACKNOWLEDGEMENTS

First of all, I wish to express my relief and thankfulness to Allah in giving me enough

confidence to complete this research. With perseverance and efforts that I had made,

finally I achieved the results that I wanted. I wish to express my gratitude to my

research supervisor, Associate Professor Dr. Faridah Abu Hassan Asaari for giving

me full commitment, guidance and information on conducting experiments in the

laboratory. She has also given me advice to resolve some diffIculties which I have

encountered during my experiments. Not forgetting to thank my friepdl': mhn "-e also

under Associate Professor Dr. Faridah Abu Hassan Asaari's sup~rvision where they

also provide me some help in the laboratory and information related to their

experiments, which are quite useful for my experiments. They are Che Nor Habsah

Md Sabiani and Afizah Ayob. For the technicians in the Environmental Laboratory

especially Puan Samsiah Mohamed Ali, I appreciate all the help she has given me in

conducting the experiments. She has been most helpful in allowing me to use the

equipment in the laboratorf. Last but not least, I would like to express my sincere

thanks to my family members, especially my parents for supporting me and providing

guidance that h'1,1 '11otivated me throughout this project and to enable me to complete

it in time.

L_

..

PENGKOMPOSAN SISA PEPEJAL ORGANIKPERBANDARAN MENGGUNAKAN KAEDAH TIMBUNAN

STATIK BERUDARA

oleh

AFIZAH BINTI AYOB

..Tesis yang diserahkan untuk memenuhi keperluan bagi

Ijazah Sarjana Sains

[April 2006]

•

PENGKOMPOSAN SISA PEPEJAL ORGANIK PERBANDARANMENGGUNAKAN KAEDAH TIMBUNAN STATIK BERUDARA.

ABSTRAK

Kajian ini melibatkan pengkomposan sisa pepejal organik perbandaran dari Tapak

Pelupusan Sanitari Pulau Burung, Seberang Perai, Pulau Pinang. Dua kaedah

pengkomposan yangdigunakan iaitu Timbunan Statik Berudara (TSU) dan Timbunan

Statik Tanpa Udara (TSTU). Kaedah ini masih baru dan cuba diperkenalkan kepada

pengusaha kompos kecil-kecilan di Malaysia. Kajian ini mempLinyai dua fasa penting iaitu

pengkomposan dan pematangan. Objektif utama kajian inl adalah mengenalpasti sisa

organik yang sesuai untuk dijadikan kompos yang bermutu tinggi. Kajian turut dHakukan ke

atas faktor-faktor yang mempengaruhi tindakbalas pengkomposan seperti suhu, pH,

kandungan lembapan, pengudaraan, saiz partikel, nisbah C:N dan pembalikan. Kaedah

pengkomposan yang efisien antara TSU dan TSTU ditentukan dan kualiti kompos dari

komponen peratusan sisa organik yang berbeza turut dikaji. Hasil dari kajian ini mendapati

sisa makanan, sisa taman dan kertas mampu diubah bentuk kepada kompos yang

berkualiti tinggi dengan kandungan nutrien yang mencukupi dan kandungan logam berat

yang minimllfll Didapati penguraian unsur organik berlaku lebih pantas untuk kaedah

TSU. Nisbah C:N di dalam sampel-sampel bagi TSU (17.7-20.6) adalah lebih rendah

berba d'n Ing TSTU (14-25). Peratusan pengurangan berat campuran untuk kaedah TSU

iaitu 48.8-66.2% adalah lebih tinggi berbanding 12.8-35.4% untuk TSTU. HasH penilaian

juga mendapati 17.3%-sisa makanan, 71.7%-sisa taman, 1.3%-ceraian kertas dan 9.7%­

najis lembu adalah peratusan komponen sisa organik yang boleh menghasilkan kualiti

kompos terbaik. Campuran kompos akhir bagi kedua-dua kaedah adalah berkualiti baik

dari segi warna, bau, ringan, bersifat peroi seakan-akan tanah dan tidak bergumpal­

gumpal.

xviii

rIIIIIj~{

..

- - - - -- -- ~ ~ - - - - - . - - - - - - ~

COMPOSTING OF ORGANIC WATSE FROM MUNICIPAL SOLID WASTEUSING AERATED STATIC PILE METHOD.

ABSTRACT

A study on the composting of organic municipal solid waste from Pulau Burung Landfill

Site is presented in this work. The two methods of composting were analyzed which are

Aerated Static Pile and Non Aerated Static Pile. This research involved two main phase;

composting and maturing. The main objective of this research is to determine the

percentage of organic component from MSW, which are suitable to get good quality

compost. Optimum composting condition factors were ':,c'·s"mlned such as temperature,

pH, moisture content, aeration, particle size, C:t~ ratio and turning. The effectiveness of

ASP and NASP methods has been compared to determine the quality of the final compost.

Verities of sample with different component were composted and the quality of end product

was analyzed. Food waste, yard waste and paper were found .suitable as a composting

substrates, this study also observed that the final compost has. a sufficient amount of

nutrient and less metal contents. The progress of organic decomposition in ASP method is

faster compared to NASP. The C:N ratio measured in this study were lower for ASP(17.7-

20.6) as compared to NASP (14-25). A high degree of stability was reached in the final

corrHv)sts. Additionally, weight reduction for ASP is higher than NASP, which were 48.8­

66.2% and 12.8-35.4% respectively. A part from that, 17.3%-food waste, 71.7%-yard

waste, 1.3%-paper and 9.7%-cow dung was the best composition for this organic matter to

perform good quality compost. Also observed from this research, the final mature compost

had a dark appearance, odorless, light and suitable to be added as a soil amendment.

xix

" 'f

•

..

KAJIAN MENGENAl CIRI-CIRI SISA PEPEJAL PERBANDARAN (SPP) DARITAPAK PELUPUSAN PULAU BURUNG

Oleh

Syed Ahmad Fauzan Syed Mohd

Disertasi ini dikemukakan kepada

UNIVERSITI SAINS MALAYSIA

Sebagai memenuhi sebahagian daripada syaratkeperluan untuk ijazah dengan kepujian

SARJANA MUDA KEJURUTERAAN (KEJURUTERAAN AWAM)

Pusat Pengajian Kejuruteraan AwamUniversiti Sains Malaysia

Feb 2004

•

«

•

ABSTRAK

Pengurusan sisa pepejal yang sistematik dan berkesan amat penting bagi memastikan ia

tidak membawa kesan negatif kepada alam sekitar, manusia dan hidupan lain di bumi

ini. Pengetahuan mengenai ciri-ciri kimia dan fizikal merupakan salah satu perkara

penting bagi memastikan sisa pepejal diurus dengan sempurna. Oleh itu, kajian ini telah

dijalankan untuk memperolehi ciri-ciri sisa pepejal perbandaran (SPP) di Tapak

Pelupusan Pulau Burung, Nibong Tebal, Pulau Pinang. Antara parameter-parameter

fizikal yang terlibat ialah kandungan lembapan, saiz dan ketumpatan manakala

parameter-parameter kimia yang terlibat pula adalah nilai pH, nisbah karbon kepada.

nitrogen (C:N), logam berat dan kandungan tenaga. Sebanyak lima (5) sampel SPP ini

telah diambil di Tapak Pelupusan Pulau Burung. Setiap sampel diambil pada hari yang

berlainan dan sebahagian daripada setiap sampel akan dibawa pulang untuk dijalankan

ujian-ujian makmal. Keputusan dari· kajian menunjukkan parameter-parameter fizikal

dan kimia yang dikaji secara puratanya adalah dalam julat yang disyorkan oleh beberapa

buah buku rujukan. Dengan itu diharapkan laporan ini dapat menjadi bahan rujukan pada

masa kini dan akan datang oleh para pelajar mahupun pihak pengurusan tapak-tapak

pelupusan di Malaysia.

11

•

..

ABSTRACT

Systematic and effective solid waste management are important to ensure that it will not

give a negative effect to the environment, man and other living things on the earth. The

knowledge on chemical and physical characteristics are important to make sure solid

waste is well managed. Therefore, this research was carried out to determine the

characteristic of Municipal Solid Waste (MSW) in Tapak Pelupusan Pulau Burung,

Nibong Tebal, Pulau Pinang. The main physical parameters that is in research are

moisture content, size and density while the chemical parameters are pH, carbon to

nitrogen rAtio (C:N), heavy metal contents and energy content. Five (5) samples ofMSW

was taken from Tapak Pelupusan Pulau Burung. Every sample was taken on a different

day and some each sample was taken for laboratory testing. The result from the research

shows that most of the physical and chemical parameters are in acceptable ranges as

with references material. It is hope that this report will be used as a reference to the

students and landfill operators in Malaysia.

iii

\

l