HASIL DAN PEMBAHASAN
4.2 ANALISIS KOMPOS HASIL DARI PENGOMPOSAN TKKS DENGAN CO-COMPOSTING PCOA
Kualitas kompos dari TKKS yang dicabik-cabik dan kemudian dipotong-potong sehingga berukuran 1-3, 3-5, dan 5-7 cm dan dilakukan frekuensi pembalikan komposter setiap 1, 3 dan 5 hari akan dibahas pada sub bab ini.
Percobaan dilaksanakan dengan menjaga kondisi operasi berupa kandungan kelembaban (moisture content) dijaga 55-65 %, dan berat awal 5 kg. Adapun parameter-parameter yang dianalisis yakni suhu, moisture content, pH, volatile suspended solids, organic matter, electric conductivity, dan water holding capacity pada kompos. Berikut ini pembahasan beberapa parameter pengomposan yang diuji dengan variasi ukuran potongan TKKS.
4.2.1 Profil dan Analisis Proses Pengomposan Berdasarkan Suhu
Keberlangsungan proses pengomposan pada komposter dapat dilihat dari perubahan suhu selama proses pengomposan. Pengukuran suhu kompos setiap hari dilaksanakan pada pagi dan sore hari. Pengukuran suhu dilakukan pada tiga titik penyamplingan yaitu atas, tengah, dan bawah. Profil perubahan suhu pagi hari dan sore hari disajikan pada Gambar 4.1.
Pada Gambar 4.1 dilihat suhu pada pagi hari ke-0 pada masing-masing komposter adalah 30 oC, setelah itu suhu mengalami kenaikan setelah di campur PCOA ketika dilakukan pengukuran suhu pada sore hari, yakni pada masing-masing komposter sebesar 35,24; 35,18; 34,75; 36,54; 35,25; 34,72; 36,58; 33,33;
dan 34,19 °C. Selama pengamatan suhu pagi hari pada masing-masing komposter mengalami kenaikan hingga hari ketiga, dengan kisaran suhu 34,33-41,00 oC, hal ini mencerminkan mikroba pendekomposisi aktif di dalam komposter. Sedangkan selama pengamatan suhu sore hari pada masing-masing komposter mengalami kenaikan hingga 3 hari pertama, menjadi sekitar 35,33-43,33 oC, hal ini dikarenakan adanya penambahan PCOA setelah pengambilan sampel pada pagi hari sehingga mikroba pendekomposisi bertambah di dalam komposter. Hal ini sesuai dengan yang dilaporkan oleh Hock et al. (2009), bahwa jika bahan yang mengandung organik tinggi ditambahkan ke bahan yang mengandung selulosa (seperti TKKS) maka panas yang dihasilkan dalam tumpukan berasal dari proses biodegradasi. Adanya suhu yang tinggi pada proses pengomposan sangat penting
untuk proses higienisasi yaitu untuk membunuh bakteri patogen. Proses pengomposan umumnya berlangsung pada kombinasi suhu termofilik dan mesofilik (Sahwan, dkk., 2004).
(a)
(b)
Gambar 4.1 Profil Suhu Pengomposan TKKS pada (a) Pagi Hari ; (b) Sore Hari 20
25 30 35 40 45 50
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Suhu (°C)
Waktu Pengomposan (hari)
KOMPOSTER I KOMPOSTER II KOMPOSTER III
KOMPOSTER IV KOMPOSTER V KOMPOSTER VI
KOMPOSTER VII KOMPOSTER VIII KOMPOSTER IX
20 25 30 35 40 45 50
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Suhu (°C)
Waktu Pengomposan (hari)
KOMPOSTER I KOMPOSTER II KOMPOSTER III
KOMPOSTER IV KOMPOSTER V KOMPOSTER VI
KOMPOSTER VII KOMPOSTER VIII KOMPOSTER IX
Profil suhu pagi dan sore hari cenderung mulai menurun setelah hari ke-8 dan perlahan konstan mulai hari ke-45 hingga hari ke-60. Hal ini menunjukkan bahwa proses degradasi telah selesai. Hal ini juga sesuai seperti yang dilaporkan oleh Hock et al. (2009) dan Shen et al. (2011) yang menyatakan bahwa setelah peningkatan suhu yang cepat selanjutnya perlahan-lahan suhu akan menurun dan ini mengindikasikan bahwa proses degradasi melambat seiring dengan menipisnya ketersediaan nutrisi.
4.2.2 Profil dan Analisis Proses Pengomposan Berdasarkan Moisture Content Moisture content adalah parameter penting untuk mengoptimalkan proses pengomposan. Menurut Hock et al. (2009), ketergantungan mikroba terhadap air untuk mendukung pertumbuhannya dapat mempengaruhi biodegradasi bahan-bahan organik. Pada penelitian ini, penambahan-bahan PCOA ke TKKS pada komposter I-IX selain untuk menambah mikroba dan nutrisi, juga untuk mempertahankan nilai moisture content agar terjaga pada kisaran 55-65%. Profil hasil analisa moisture content pada masing-masing komposter dapat dilihat pada Gambar 4.2.
Gambar 4.2 Profil Moisture Content Pengomposan TKKS 20
30 40 50 60 70 80
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Moisture Content (%)
Waktu Pengomposan (hari)
KOMPOSTER I KOMPOSTER II KOMPOSTER III
KOMPOSTER IV KOMPOSTER V KOMPOSTER VI
KOMPOSTER VII KOMPOSTER VIII KOMPOSTER IX
Pada Gambar 4.2, terlihat profil moisture content terhadap waktu pengomposan. Moisture content awal sebelum penambahan PCOA adalah 36,14%, lalu ditambahkan PCOA sebanyak 1,875 liter pada masing-masing komposter sehingga nilai moisture content menjadi 57,15; 58,72; 40,87; 61,49;
44,36; 48,79; 52,53; 55,90; dan 62,01 %. Setiap dilakukan pembalikan pada komposter, moisture content perlahan menurun selama proses pengomposan.
Adanya kenaikan moisture content karena penambahan PCOA pada tumpukan yang memiliki moisture content berada di bawah 55%.
Moisture content akhir diperoleh pada masing-masing komposter adalah sebesar 56,33; 55,00; 64,95; 54,81; 61,26; 55,29; 54,08; 55,76; dan 56,96 %. Nilai ini mendekati dengan nilai moisture content yang dipoeroleh pada penelitian-penelitian sebelumnya. Seperti yang dilaporkan Hock et al. (2009), diperoleh moisture content sebesar 50%, Baharuddin et al. (2010) memperoleh moisture content sebesar 52%, dan Talib et al. (2014) memperoleh moisture content sebesar 70%. Tiquia et al. (2002), juga melaporkan bahwa kadar air sekitar 40 sampai 60
% diperlukan untuk kelangsungan hidup mikroorganisme sementara itu kadar melebihi 80% bisa membunuh mikroba aerobik karena kekurangan udara. Oleh karena itu, penambahan PCOA sangat penting untuk mempertahankan aktivitas biologis serta menyediakan sumber nitrogen.
4.2.3 Profil dan Analisis Proses Pengomposan Berdasarkan pH
Untuk melihat keberlangsungan proses pengomposan, maka perlu diukur pH kompos pada masing-masing komposter setiap hari. Profil hasil analisa pH pada masing-masing komposter dapat dilihat pada Gambar 4.3.
Pada Gambar 4.3, rentang pH selama 60 hari pengomposan pada masing-masing komposter adalah berkisar antara 6,6 hingga 9,6. pH mengalami kenaikan pada 19 hari pertama lalu cenderung konstan hingga hari ke-60.
Perubahan pH selama proses pengomposan diakibatkan oleh aktivitas mikroba (Kananam, et al., 2011 ; Sundberg, et al., 2004). Kenaikan pH hingga hari ke-19 sampai skala 9,6 terjadi karena N berubah menjadi NH3 atau NH4+
dalam proses amonifikasi, sehingga pH meningkat (Kananam, et al., 2011).
Namun pada hari ke-25 cenderung menurun sampai skala 9,0. Perubahan pH ini
disebabkan oleh proses penguapan amonium dan pelepasan ion hidrogen sebagai akibat dari proses nitrifikasi (Baharuddin, et al., 2010).
Gambar 4.3 Profil pH Pengomposan TKKS
Secara keseluruhan kondisi yang terjadi selama pengomposan berada pada nilai 6,6-9,6. Tingkat pH (Power of Hydrogen) pada proses pengomposan bervariasi seiring bertambahnya waktu. Pada awal proses biasanya pH akan turun, namun akan segera naik sampai pH 9,00 yang menunjukkan terjadinya sintesis asam organik. Asam berfungsi sebagai substrat untuk meningkatkan populasi mikroba. Kenaikan pH akan terus terjadi karena asam akan dimanfaatkan oleh mikroba sebagai nutrisi (United Nations Environment Programme, 2005).
Meningkatnya pH menjadi kondisi basa baik untuk proses pengomposan. Karena kondisi basa dapat menghambat pertumbuhan patogen seperti jamur yang dapat hidup pada kondisi asam (Saidi, et al., 2008).
Nilai pH pada akhir pengomposan untuk masing-masing komposter adalah 7,3; 7,2; 7,4; 7,3; 7,5; 7,5; 7,5; 7,6; dan 7,2. Dibandingkan dengan SNI 19-7030-2004 pH kompos yaitu 6,8 - 7,49 (Standar Nasional Indonesia, 19-7030-2004), maka pH semua kompos kecuali komposter VIII sudah memenuhi standar.
4 5 6 7 8 9 10
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
pH
Waktu Pengomposan (hari)
KOMPOSTER I KOMPOSTER II KOMPOSTER III
KOMPOSTER IV KOMPOSTER V KOMPOSTER VI
KOMPOSTER VII KOMPOSTER VIII KOMPOSTER IX
4.2.4 Profil dan Analisis Proses Pengomposan Berdasarkan Volatile Suspended Solids
Untuk melihat pertumbuhan mikroba selama proses pengomposan perlu dilakukannya analisa jumlah bakteri setiap hari. Sehingga dapat dilihat perubahan jumlah koloni mikroba selama terjadinya proses pengomposan. Volatile Suspended Solids (VSS) merupakan cara pengukuran mikroorganisme dan produksi biomassa secara tidak langsung (Trisakti, et al., 2015). Konsentrasi VSS biasanya digunakan sebagai indikator bertumbuhnya mikroba dan produksi biomassa (Ganimeh, et al., 2012). Begitu pula menurut Trisakti et al. (2015), profil pertumbuhan mikroba dapat digambarkan dari perubahan konsentrasi VSS.
Adapun Konsentrasi VSS dapat menjadi indikator pertumbuhan mikroba aktif dalam komposter. Profil hasil analisa VSS pada masing-masing komposter dapat dilihat pada Gambar 4.4.
Gambar 4.4 Profil Volatile Suspended Solids Pengomposan TKKS
Pada Gambar 4.4, tampak perubahan jumlah mikroba terhadap waktu pengomposan. Jumlah mikroba setelah penambahan PCOA pada masing-masing komposter adalah 195.000; 203.660; 201.260; 200.620; 205.080; 205.080;
150.000
200.520; 199.180; dan 204.320 mg/L. Kemudian jumlah mikroba cenderung konstan hingga hari ke-40 lalu perlahan menurun hingga hari ke-60.
Profil mengalami fluktuasi mulai hari ke-0 hingga hari ke-40 disebabkan karena aktivitas bakteri dalam menguraikan bahan organik pada TKKS sehingga dapat dengan cepat berkembang biak serta adanya penambahan PCOA secara berkala. Hal tersebut sesuai dengan yang dilaporkan Yulianto dkk. (2009), bahwa pada setiap tahap awal pengomposan, bakteri termofilik akan menguraikan bahan organik karena bakteri ini aktif pada suhu tinggi. Kemudian setelah hari ke-40, jumlah bakteri cenderung mengalami penurunan, hal ini dikarenakan bahan organik yang sudah mulai berkurang sehingga kurangnya nutrisi bagi bakteri dan menyebabkan bakteri mengalami kematian. Setelah sebagian besar bahan telah terurai, maka suhu akan berangsur-angsur mengalami penurunan mencapai suhu normal sehingga bakteri termofilik akan mati.
4.2.5 Profil dan Analisis Proses Pengomposan Berdasarkan Organic Matter Untuk mengetahui jumlah bahan organik yang terdegradasi selama proses pengomposan, perlu dilakukan analisa organic matter setiap hari. Analisa ini dilakukan untuk memonitoring berkurangnya bahan organik yang disebabkan oleh aktivitas mikroba ketika proses pengomposan terjadi (Majbar, et al., 2018). Profil hasil analisa organic matter pada masing-masing komposter dapat dilihat pada Gambar 4.5.
Profil organic matter cenderung menurun hingga hari ke-25. Hal ini terjadi karena aktivitas mikroba dalam menguraikan bahan organik pada TKKS sehingga jumlah C-organik terus-menerus berkurang. Kemudian setelah hari ke-25, profil masing-masing komposter cenderung konstan. Hal ini disebabkan karena bahan organik yang terdapat dalam kompos sudah makin menipis. Hal tersebut sesuai dengan yang dilaporkan oleh Majbar et al. (2018), bahwa selama proses pengomposan organic matter perlahan mengalami penurunan karena terjadi proses dekomposisi oleh mikroba agar memungkinkan transformasi zat humat yang lebih stabil. Selama fase termofilik, mikroba dengan mudah mendegradasi bahan organik hingga pada fase mesofilik, aktivitas mikroba dalam menguraikan bahan organik tersebut mulai berkurang (Talib, et al., 2014).
Gambar 4.5 Profil Organic Matter Pengomposan TKKS
Pada Gambar 4.5, tampak perubahan jumlah organic matter pada TKKS terhadap waktu pengomposan. Organic matter pada awal pengomposan masing-masing komposter adalah 93,43; 98,96; 99,89; 98,27; 96,68; 99,76; 97,78; 94,55;
dan 98,78 %.
4.2.6 Profil dan Analisis Proses Pengomposan Berdasarkan Electrical Conductivity
Untuk mengetahui jumlah garam terlarut dalam menentukan kualitas kompos, perlu dilakukan analisa electrical conductivity setiap 10 hari sekali.
Electrical Conductivity mencerminkan tingkat salinitas dalam suatu produk kompos, yang menunjukkan kemungkinan efek phytotoxic atau phyto-inhibitory (Gao, et al., 2010). Perubahan nilai electrical conductivity pada masing-masing komposter dapat dilihat pada Gambar 4.6.
80 82 84 86 88 90 92 94 96 98 100
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
Organic Matter (%)
Waktu Pengomposan (hari)
KOMPOSTER I KOMPOSTER II KOMPOSTER III
KOMPOSTER IV KOMPOSTER V KOMPOSTER VI
KOMPOSTER VII KOMPOSTER VIII KOMPOSTER IX
Gambar 4.6 Perubahan Nilai Electrical Conductivity pada Pengomposan TKKS
Pada Gambar 4.6 terlihat perubahan nilai electrical conductivity selama waktu pengomposan. Nilai electrical conductivity kompos pada hari ke-0 untuk masing-masing komposter adalah 4,15; 3,50; 3,28; 3,75; 3,50; 3,55; 3,06; 3,42;
dan 3,09 dS/m (desiSiemens per meter). Nilai electrical conductivity kompos selanjutnya mengalami fluktuasi hingga hari ke-60.
Penurunan nilai electrical conductivity selama proses pengomposan adalah akibat langsung dari peningkatan konsentrasi nutrisi seperti nitrat dan nitrit (Pathak, et al., 2012). Sedangkan peningkatan nilai electrical conductivity dapat disebabkan karena pelepasan kation dan anion melalui dekomposisi dari substansi organik (Gao, et al., 2010).
Nilai electrical conductivity pada akhir pengomposan untuk masing-masing komposter adalah 3,51; 3,21; 3,09; 4,54; 4,05; 5,24; 3,50; 3,54; dan 2,99 dS/cm.
Dibandingkan dengan standar electrical conductivity kompos yaitu ≥ 2 dS/m (Tan, 2009), maka electrical conductivity kompos sudah memenuhi standar.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0 10 20 30 40 50 60
Electrical Conductivity(dS/m)
Waktu Pengomposan (hari)
KOMPOSTER I KOMPOSTER II KOMPOSTER III
KOMPOSTER IV KOMPOSTER V KOMPOSTER VI
KOMPOSTER VII KOMPOSTER VIII KOMPOSTER IX
4.2.7 Profil dan Analisis Proses Pengomposan Berdasarkan Water Holding Capacity
Untuk mengetahui jumlah air yang dapat ditahan oleh kompos, perlu dilakukan analisa water holding capacity setiap 10 hari sekali. Water holding capacity merupakan jumlah air berlebih yang dapat ditahan oleh tanah/kompos (Blažka and Zofia, 2014). Perubahan nilai water holding capacity pada masing-masing komposter dapat dilihat pada Gambar 4.7.
Pada Gambar 4.7 terlihat perubahan nilai water holding capacity selama waktu pengomposan. Nilai water holding capacity kompos pada hari ke-0 untuk masing-masing komposter adalah 39, 39, 39, 31, 21, 39, 29, 29, dan 21 %. Nilai water holding capacity kompos selanjutnya mengalami peningkatan hingga hari ke-60.
Peningkatan nilai water holding capacity selama proses pengomposan terjadi karena struktur fisik yang seragam pada bahan organik (Adugna, 2016).
Akibat dari meningkatnya nilai water holding capacity ini adalah kompos dapat dengan mudah menyerap unsur yang dibawa oleh air (Nguyen, 2013). Dalam Penelitian ini, air digantikan dengan PCOA sebagai sumber unsur hara.
Gambar 4.7 Perubahan Nilai Water Holding Capacity pada Pengomposan TKKS 0
Nilai water holding capacity pada akhir pengomposan untuk masing-masing komposter adalah 67, 67, 72, 61, 65, 71, 73, 77, dan 71 %. Dibandingkan dengan standar water holding capacity kompos yaitu >58% (Standar Nasional Indonesia, 2004), maka water holding capacity kompos sudah memenuhi standar.
4.2.8 Pengaruh Frekuensi Pembalikan Komposter terhadap Jumlah PCOA yang Ditambahkan
Selama proses pengomposan, penambahan PCOA untuk setiap komposter tidak ditetapkan, karena didasarkan pada kadar air tumpukan, yang dijaga pada nilai kadar air optimum yaitu 55-65% (Baharuddin, et al., 2010). Sehingga pada akhir pengomposan total PCOA yang ditambahkan untuk setiap komposter berbeda jumlahnya. Penambahan PCOA juga perlu dikaji sebagai acuan dalam penerapan skala komersial, karena penambahan co-composting akan berdampak langsung pada biaya produksi kompos. Untuk itu perlu dibuat grafik variasi frekuensi pembalikan komposter terhadap total volume penambahan PCOA pada variasi ukuran potongan TKKS yang berbeda yaitu 1-3, 3-5, dan 5-7 cm. Besarnya jumlah PCOA yang ditambahkan pada masing-masing komposter dapat dilihat pada Gambar 4.8.
Gambar 4.8 menunjukkan pengaruh frekuensi pembalikan komposter terhadap total penambahan PCOA. Untuk setiap variasi frekuensi pembalikan komposter, total penambahan PCOA untuk ukuran potongan TKKS 1-3 cm masing-masing adalah 18,89; 21,45; dan 28,63 liter. Untuk ukuran potongan TKKS 3-5 cm, total penambahan PCOA pada masing-masing variasi frekuensi pembalikan komposter adalah 18,12; 17,87; dan 19,64 liter. Sedangkan untuk ukuran potongan TKKS 5-7 cm, total penambahan PCOA pada masing-masing variasi frekuensi pembalikan komposter adalah 18,51; 17,87; dan 19,60 liter.
Dari data yang didapat total penambahan PCOA tertinggi dihasilkan oleh frekuensi pembalikan komposter 1 hari sekali dengan ukuran potongan TKKS 1-3 cm (Komposter VII) dan terendah dihasilkan oleh frekuensi pembalikan komposter 5 hari sekali dengan ukuran potongan TKKS 5-7 cm (Komposter VI).
Hal ini sesuai dengan teori yang menyatakan bahwa semakin banyak proses sirkulasi atau pembalikan dilakukan maka suplai oksigen semakin besar dan
merata sehingga konsumsi pemakaian air yang dibutuhkan menjadi lebih besar (Sekarsari, 2011).
Gambar 4.8 Pengaruh Frekuensi Pembalikan Komposter terhadap Total Penambahan PCOA pada Proses Pengomposan TKKS
Penambahan PCOA didasarkan pada nilai kadar air yang dijaga pada kisaran 55-65%. Penambahan PCOA akan mempengaruhi kualitas kompos, karena PCOA dalam penelitian ini juga berfungsi sebagai sumber nutrisi dan mikroba untuk kompos.
0 5 10 15 20 25 30
1 3 5
Volume PCOA (liter)
Frekuensi Pembalikan (hari)
Ukuran Potongan 1-3 cm Ukuran Potongan 3-5 cm Ukuran Potongan 5-7 cm
4.3 ANALISIS KINETIKA LAJU DEKOMPOSISI PADA