Bungsu, Ade Putra (2025) Pemilihan Alternatif Pengolahan Limbah Cair Amoniak di Pabrik Pupuk dengan Metode AHP-TOPSIS. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
![[thumbnail of 6047241012-Master_Thesis.pdf]](http://repository.its.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text
6047241012-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (22MB) | Request a copy |
Abstract
Pengolahan limbah cair amoniak di pabrik pupuk merupakan proses penting yang harus dijamin bahwa kandungan amoniak telah sesuai batas aman sebelum dilepas ke lingkungan. Saat ini, dua sistem pengolahan yang umum digunakan di Indonesia, yaitu stripper-hydrolizer dan chemical treatment system, masih memiliki sejumlah kelemahan dalam hal kapasitas pengolahan, konsumsi energi, waktu proses, serta efektivitas hasil. Oleh karena itu, studi ini bertujuan untuk mengevaluasi dan memilih alternatif sistem pengolahan limbah cair amoniak yang paling optimal dengan mempertimbangkan aspek teknis, ekonomi, dan lingkungan. Alternatif baru yang diusulkan adalah sistem elektrolisis berbasis energi surya yang menawarkan keunggulan berupa penggunaan energi terbarukan dan produksi hidrogen hijau sebagai produk sampingan. Analisis dilakukan melalui pemodelan efisiensi, konsumsi energi, dan potensi hidrogen menggunakan perangkat lunak MATLAB, serta perhitungan potensi tenaga surya sebagai sumber energi utama. Hasilnya, dengan tingkat efisiensi 95% dibutuhkan rata-rata waktu pemrosesan sekitar 33,69 menit, dengan konsumsi daya sebesar 6.386,65kwH dan menghasilkan potensi hidrogen hijau berkisar 1.630,95m3/hari. Dan dari hasil optimasi parameter dengan kombinasi tegangan, arus serta reaktor volume dengan sistem multi reaktor, didapatkan penghematan konsumsi daya sekitar 60,77% dengan kombinasi tegangan 1,5v, kerapatan arus 152,65 ampere serta sistem multi reaktor menjadi 4x150m3. Dengan besaran konsumsi daya setelah optimasi tersebut, lokasi dimana pabrik berada mempunyai potensi untuk memenuhi kebutuhan sumber energi terbarukan. Untuk proses pengambilan keputusan pemilihan alternatif sistem pengolahan limbah cair amoniak, studi ini menggunakan metode Analytic Hierarchy Process (AHP) dalam menentukan bobot kriteria, yang kemudian digunakan dalam metode Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) untuk menentukan peringkat ketiga alternatif: stripper-hydrolizer, chemical treatment system, dan elektrolisis berbasis panel surya. Dari hasil perhitungan dengan 3 kriteria yaitu operasional, ekonomi dan lingkungan, didapatkan bahwa alternatif terpilih adalah sistem pengolahan limbah cair dengan elektrolisis yang menggunakan solar panel sebagai sumber energi utamanya. Setelah dilakukan uji sensitivitas didapatkan bahwa hasil dari pemilihan alternatif ini sangat robust. Pada ketiga kategori, perubahan peringkat hanya terjadi pada peringkat 2 dan 3 saja sedangkan pada alternatif pilihan hanya memperkecil gap nilai saja kepada peringkat selanjutnya
=================================================================================================================================
The treatment of ammonia-containing wastewater in fertilizer plants is a critical process that must ensure ammonia concentrations are within safe limits before discharge into the environment. Currently, two commonly used treatment systems in Indonesia, namely the stripper-hydrolyzer and chemical treatment systems still exhibit several limitations in terms of processing capacity, energy consumption, processing time, and treatment effectiveness. Therefore, this study aims to evaluate and select the most optimal alternative for ammonia wastewater treatment by considering technical, economic, and environmental aspects. A novel proposed alternative is a solar-powered electrolysis system, which offers advantages such as the use of renewable energy and the generation of green hydrogen as a by-product. The analysis was conducted through modeling of efficiency, energy consumption, and hydrogen production potential using MATLAB software, along with calculations of solar energy potential as the primary energy source. The results show that with an efficiency rate of 95%, the average processing time required is approximately 33.69 minutes, with an energy consumption of 6,386.65 kWh and a green hydrogen production potential of around 1,630.95 m³/day. Further optimization of parameters, through combinations of voltage, current density, and reactor volume using a multi-reactor system, resulted in a power consumption reduction of approximately 60.77%. This was achieved with a voltage of 1.5 V, a current density of 152.65 amperes, and a multi-reactor configuration of 4 × 150 m³. Based on the optimized energy consumption, the plant's location has the potential to meet its renewable energy requirements. For the decision-making process in selecting the most suitable ammonia wastewater treatment system, this study employed the Analytic Hierarchy Process (AHP) to determine the weighting of criteria, followed by the Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) method to rank the three alternatives: stripper-hydrolyzer, chemical treatment system, and solar-powered electrolysis. Based on the evaluation using three criteria—operational, economic, and environmental, the selected alternative is the electrolysis-based treatment system utilizing solar panels as its main energy source. Sensitivity analysis revealed that the selection outcome is highly robust, with changes in ranking only occurring between the second and third alternatives, while the top-ranked alternative remained consistent, with only a reduced gap in score compared to the next best option.
Actions (login required)
 |
View Item |