TINJAUAN PUSTAKA
2.6 FAKTOR-FAKTOR YANG MEMENGARUHI PROSES PENGOMPOSAN
Proses pengomposan dipengaruhi oleh berbagai parameter fisikokimia maupun biologis, seperti suhu, aktivitas mikroba, total kandungan karbon organik, kandungan total nitrogen, rasio C/N, kadar air, dan peningkatan pH. Parameter-parameter tersebut sangat penting untuk menjadi indikator dari kematangan dan stabilitas kompos (Lim, et al., 2015).
Untuk menghasilkan produk kompos yang bermutu tinggi, maka dalam proses pengomposan harus juga memperhatikan faktor nutrisi dan faktor lingkungan. Faktor nutrisi mencakup makronutrien, mikronutrien, sedangkan faktor lingkungan dibagi menjadi temperatur dan kadar air, sedangkan faktor lain seperti ukuran partikel, C/N, pencampuran dengan bahan lain, penambahan air, penambahan mikroorganisme, kadar air, pengadukan, temperatur, kontrol patogen, udara, pH, derajat dekomposisi, dan lahan pengomposan harus dikontrol
(Tchobanoglous and Frank, 2002). Berikut ini penjelasan dari beberapa faktor yang mempengaruhi proses pengomposan:
2.6.1 Nutrisi
Hampir semua bahan organik yang dapat digunakan untuk dijadikan kompos mengandung berbagai nutrisi yang diperlukan mikroorganisme agar menghasilkan energi dan meningkatkan pertumbuhan mikroba. Unsur-unsur seperti karbon (C), nitrogen (N), fosfor (P), dan kalium (K) merupakan nutrisi utama yang diperlukan mikroorganisme pada proses pengomposan, nutrisi tersebut juga sangat berpengaruh pada kualitas kompos karena peningkatan pasokan nutrisi bagi tanaman dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman (Brinton, et al., 2012).
2.6.2 Rasio C/N
Rasio karbon-nitrogen (C/N) merupakan faktor utama yang mengindikasikan nutrisi pada kompos. Rasio C/N teoritis pada proses seluler adalah 25:1. Karbon dan nitrogen digunakan dalam metabolisme mikroorganisme dan sintesis membran sel. Pemakaian karbon di dalam pengomposan digunakan sebagai sumber energi. Karbon digunakan pada pembentukan membran, protoplasma dan dinding sel produk sintesis serta mengoksidanya menjadi karbon dioksida. Sedangkan nitrogen digunakan dalam sintesa protein. Nitrogen juga digunakan sebagai nutrien atau senyawa esensial pada protoplasma. Selain itu, bakteri mengandung 7-11%
nitrogen dalam berat kering, sedangkan fungi mengandung 4-6% nitrogen dalam berat kering. Oleh karenanya, perbandingan pemakaian karbon akan lebih tinggi dibanding nitrogen sehingga kebutuhannya pun akan lebih banyak (United Nations Environment Programme, 2005).
Penentuan rasio C/N sangat penting pada proses pengomposan karena memengaruhi mineralisasi dan imobilisasi nitrogen dan ketersediaannya bagi tanaman (Gaffer, et al., 2015).
2.6.3 Ukuran Partikel
Ukuran partikel pada biomassa menjadi faktor yang berkaitan dengan nutrisi bagi mikroorganisme pengurai biomassa, karena berpengaruh pada aksesibilitas mikroorganisme dalam menguraikan biomassa tersebut.
Apabila ukuran partikel diturunkan, maka laju dekomposisi secara teoritis harus meningkat karena luas permukaan partikelnya akan semakin besar sehingga mikroba lebih cepat mendegradasi biomassa (United Nations Environment Programme, 2005).
Aktivitas mikroba berada diantara permukaan area partikel dan udara. Permukaan area yang lebih luas akan meningkatkan kontak antara mikroba dengan bahan organik dan proses dekomposisi akan berjalan lebih cepat. Ukuran partikel juga menentukan besarnya ruang antar bahan (porositas). Untuk meningkatkan luas permukaan dapat dilakukan dengan memperkecil ukuran partikel bahan tersebut (Ministry of Agriculture, Food, and Fishiers, 1996b).
2.6.4 Temperatur
Temperatur merupakan indikator proses pengomposan yang baik.
Suhu pada awal proses dimulai pada keadaan ambient (suhu lingkungan) dan kemudian berlanjut ke fase termofilik lalu kembali turun ke fase mesofilik. Apabila suhu proses pengomposan mencapai angka 65 ˚C, maka proses akan berdampak buruk karena mikroorganisme pengurai biomassa akan mati (United Nations Environment Programme, 2005).
Aktivitas mikroba pada proses pengomposan pada kondisi termofilik adalah kisaran 50-60 ˚C. Pada 11 hari pertama, suhu akan terus meningkat mencapai maksimum 57,5 ˚C. Hal ini dikarenakan proses dekomposisi bersifat eksotermik sehingga mengeluarkan panas. Kemudian suhu akan perlahan menurun sampai di bawah 40 ˚C yang dikenal sebagai fase pengasapan pada sekitar hari ke 24. Pada hari ke 38 seterusnya, proses akan memasuki fase pengawetan dimana pada fase ini bahan organik yang tersisa akan stabil dan dapat digunakan sebagai media tanaman (Ramli, et al., 2016).
2.6.5 PH
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).
Peningkatan awal pH pada fase pertama pengomposan disebut amonifikasi, dimana bakteri memecah amonia dari substrat organik.
Aktivitas mikroba yang melibatkan mineralisasi asam organik dan nitrogen selama fase awal tersebut juga dapat meningkatkan pH pada tumpukan kompos. Pada fase kedua, pH secara bertahap menurun dan cenderung stabil pada kisaran 7,00 yang disebabkan volatilisasi amonia dan pelepasan ion H+ dari proses nitrifikasi (Wei, et al., 2016).
2.6.6 Moisture Content
Karakteristik penting pada proses pengomposan adalah moisture content khususnya pada pengomposan windrow. Dasar dari hubungan ini adalah bahwa oksigen yang dibutuhkan oleh mikroba terperangkap pada rongga partikel substrat. Moisture content pada substrat harus dijaga di atas 40-45 %. Apabila moisture content menurun sampai 12%, maka aktivitas mikroba akan berhenti (United Nations Environment Programme, 2005).
Pada tingkat moisture content yang tinggi, uap air akan lebih dominan daripada udara sehingga udara pada pori-pori kompos akan tergantikan oleh uap air tersebut. Apabila moisture content pada substrat rendah maka laju degradasi subtrat terhadap mikroba akan berkurang (Sose and Sunil, 2017).
2.6.7 Penambahan Air, Mikroorganisme, dan Pencampuran Bahan Lain
Dua faktor desain yang menentukan penambahan air, mikroorganisme, dan pencampuran dengan bahan lain yang mengandung C/N yang tinggi adalah kelembaban dan nilai C/N. Untuk dapat mencapai C/N yang optimum, kompos dapat juga dicampurkan dengan bahan-bahan yang mengandung sumber karbon yang tinggi seperti kertas, daun, kotoran hewan, dan lumpur dari instalasi pengolahan air limbah. Pencampuran dengan bahan lain menyebabkan pengontrolan terhadap kelembaban.
Penambahan mikroorganisme juga dapat dilakukan untuk menghasilkan dekomposisi yang cepat (Tchobanoglous and Frank, 2002).
2.6.8 Pengadukan
Pengadukan dilakukan untuk menambah atau mengurangi kelembaban pada kompos agar sampai pada kelembaban yang optimum.
Pengadukan juga dapat dilakukan untuk meratakan distribusi nutrien untuk mikroorganisme. Pengadukan merupakan faktor yang penting dalam mengontrol kelembaban, kebutuhan udara atau oksigen untuk keadaan aerob. Untuk kompos dengan menggunakan sampah organik membutuhkan 15 hari periode pengomposan dengan kelembaban 50 -60% dan pengadukan lebih baik dilakukan setelah hari ketiga dan dilakukan setelah hari itu sampai mendapatkan pengadukan 4-5 kali (Tchbanoglous and Frank, 2002).
2.6.9 Kerusakan Padatan Menguap
Kerusakan padatan menguap (Volatile Solids) merupakan parameter operasional utama pada proses pengomposan. Penyebab dari kerusakan padatan menguap ini adalah hancurnya beberapa substrat menjadi CO2 akibat proses bio-oksidasi. Karena pengomposan merupakan proses biodegradasi dimana zat kompleks direduksi menjadi zat yang sederhana, struktur molekul substrat yang kompleks akan berubah menjadi bentuk yang lebih sederhana (United Nations Environment Programme, 2005).
2.6.10 Kandungan Senyawa Toksik
Beberapa bahan organik mungkin mengandung bahan-bahan yang berbahaya bagi kehidupan mikroba. Logam-logam berat seperti Mg, Cu, Zn, Nickel, Cr adalah beberapa bahan yang termasuk kategori ini. Logam- logam berat akan mengalami imobilisasi selama proses (Ministry of Agriculture, Food, and Fishiers, 1996b).
2.7 PUPUK CAIR ORGANIK AKTIF (PCOA) DARI LIMBAH CAIR