CPO
Kerne l
Limba h Cair
Limba h Pa dat
(TKS, Ampas press & Can gka ng) Limbah Produk Ut ama Bahan Baku TBS Air
Gambar 3. Proses pengolahan pabrik kelapa sawit (PKS)
Limbah pabrik kelapa sawit yang lain yaitu tandan kosong sawit (TKS) yang dihasilkan dari 23% tandan buah segar (TBS) yang diolah dan serat mesokarp yang juga berasal dari olahan TBS sebanyak 13%. Serat mesokarp ini dapat digunakan sebagai bahan bakar di pabrik kelapa sawit, namun perlakuan itu tidak bisa diaplikasikan pada tandan kosong sawit. Pembakaran tandan kosong sawit tidak diijinkan karena menyebabkan polusi udara. Pada ekologi produksi kelapa sawit, penggunaan kembali tandan kosong sawit dan serat mesokarp sebagai pupuk, baik langsung pada tanaman di perkebunan ataupun tidak langsung pada nursery, merupakan salah satu cara pemanfaatan.
Limbah cair dari PKS dapat menimbulkan dampak negatif kepada lingkungan di sekitar pabrik. Dampak tersebut akan terjadi di lingkungan air (sungai tempat pembuangan limbah cair) dalam bentuk: (1) kerusakan jenis algae bloom/eutrophication
dalam bentuk penurunan kadar oksigen dan peningkatan toksin (sebagian alga beracun), (2) kematian organisme air dan makhluk hidup yang mengkonsumsi air tercemar seperti hewan darat dan bahkan manusia, (3) bau busuk, (4) timbulnya penyakit, dan (5) pendangkalan perairan. Pada lingkungan darat, limbah cair PKS dapat menyebabkan
gangguan dan kerusakan tanah, terutama untuk limbah yang mengandung minyak, pencemaran air tanah, dan bau busuk.
Dampak negatif yang ditimbulkan oleh limbah cair PKS baik di lingkungan darat maupun lingkungan air membutuhkan pelaksanaan pengelolaan limbah yang memenuhi standar ketentuan perundang-undangan sebagaimana diatur dalam Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 51/Men-LH/10/95. Secara rinci ketentuan persyaratan pengelolaan limbah cair PKS dalam bentuk baku mutu limbah dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Baku mutu limbah cair PKS
Debit limbah maksimum = 2,5 m3 per ton CPO
Parameter Kadar Maksimum (mg/l) Beban Pencemaran Maksimum (mg/l)
BOD 100 0,25
COD 350 0,88
TSS 250 0,63
Oil dan Fat 25 0,063
N-Total 50 0,125
pH 6,0 – 9,0
Sumber: Kepmen LH No. 51/Men-LH/10/1995
Limbah cair kelapa sawit mengandung unsur hara yang tinggi namun juga memiliki nilai BOD dan COD yang tinggi. Nilai ini apabila dibuang langsung ke lingkungan dapat mencemari lingkungan. Dengan demikian perlu teknologi pengolahan limbah cair. Pengolahan limbah cair PKS terdiri atas 10 bagian. Masing-masing bagian memiliki fungsi sesuai dengan tahapannya dan secara berurutan sehingga limbah yang dihasilkan memenuhi baku mutu yang ditetapkan. Tahapan pengolahan limbah cair PKS dapat dilihat pada Gambar 4.
Re cove r y Ta n k
D e olin g Pon d
Coolin g Pon d / Coolin g Tow e r
N e t r a liza t ion
Pon d Se e dling Pon d
Pr im a r y An a e r obic Pon d Se con da r y An a e r obic Pon d Fa cu lt a t ive Pon d Ae r obic Pon d Fin a l Pon d
Penjelasan fungsi masing-masing tahap instalasi pengendalian LCPKS dideskripsikan sebagai berikut:
1. Recovery tank, berfungsi untuk mengurangi kadar minyak dari dalam limbah.
2. Deoling pond, berfungsi untuk menangkap minyak (berasal buangan dari recovery
tank) yang masih tersisa di dalam limbah, sehingga hanya tersisa 0,4% - 0,6%. 3. Cooling pond, berfungsi untuk menurunkan suhu limbah dari 70-80 oC menjadi 40-50
o
C, agar mikroorganisme dapat menguraikan limbah. Cooling pond dapat digantikan dengan cooling tower, yang memiliki fungsi sama namun lebih menghemat lahan. 4. Neutralization pond, berfungsi untuk menaikkan pH limbah dari 4 menjadi 7,0 – 7,5
dengan menambahkan kaustik soda (NaOH) atau kapur tohor Ca(OH)2. Dosis penambahan 3 - 3,5 kg/ton limbah cair pabrik kelapa sawit (LCPKS). Kapur tohor lebih mudah diperoleh dan lebih murah dibandingkan dengan NaOH.
5. Seedling pond, berfungsi untuk mengembangbiakkan bakteri. Jika sudah siap akan
dialirkan ke kolam anaerobik. Lama pengaktifan bakteri 5-7 hari.
6. Primary anaerobic pond, berfungsi untuk mengubah bahan organik majemuk oleh
bakteri menjadi asam-asam organik yang mudah menguap.
7. Secondary anaerobic pond, merupakan kelanjutan dari primary anaerobicpond, yang berfungsi untuk mengubah asam organik mudah menguap terutama asam asetat menjadi gas seperti metana, karbondioksida dan hidrogen sulfida.
8. Facultative pond, berfungsi untuk menguraikan limbah oleh bakteri fakultatif yang pada penguraian sebelumnya tidak dapat dilakukan oleh bakteri obligat. Juga berfungsi sebagai kolam transisi sebelum masuk ke kolam aerobik.
9. Aerobic pond, berfungsi untuk menguraikan senyawa kompleks menjadi sederhana
oleh aktifitas mikroorganisme. Bahan organik disintesis menjadi sel-sel baru dan hasilnya berupa produk akhir (CO2, H2O, dan NH3) yang stabil.
10. Final pond, berfungsi sebagai penampungan sementara limbah yang telah diolah dan untuk menguji apakah baku mutunya sesuai dengan peraturan pemerintah pusat dan atau daerah, sebelum dikeluarkan dari sistem pengolahan air limbah.
Pengolahan limbah cair pabrik kelapa sawit (LCPKS) menggunakan sistem kolam dengan aerator membutuhkan waktu lebih kurang selama 97 hari. Tahap pengolahan LCPKS dimulai pada kolam pengasaman selama 5 hari, dilanjutkan pada kolam anaerobik primer dan sekunder masing-masing selama 35 hari. Pada tahap keempat diendapkan selama 15 hari pada kolam aerobik dan terakhir proses sedimentasi selama 5 hari. Secara skematis tahapan pengolahan LCPKS menggunakan sistem kolam dengan aerator dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Pengendalian LCPKS sistem kolam dengan aerator
Limbah cair pabrik kelapa sawit (LCPKS) mengandung unsur Nitrogen (N), Posfor (P), dan Kalium (K) yang relatif tinggi. Kedua unsur tersebut dapat dimanfaatkan dalam aplikasi lahan (land application) untuk memperbaiki struktur tanah. Hasil penelitian PPKS Sumatera Utara menyatakan bahwa setiap 100 ton LCPKS mengandung unsur N sebesar 50 – 67,5 kg; unsur F sebesar 9 – 11 kg, dan unsur K sebesar 100 -185 kg. Pada prinsipnya pemanfaatan LCPKS dalam aplikasi lahan bertujuan untuk meningkatkan produktivitas, memanfaatkan nutrisi, mengurangi pencemaran dan menurunkan BOD < 5.000 mg/l.
Pusat Penelitian Kelapa Sawit (PPKS) bekerjasama dengan Jerman telah mengembangkan suatu konsep alternatif penanganan limbah cair pabrik kelapa sawit (LCPKS), yaitu pemisahan lumpur dan diikuti dengan pengolahan fase cair LCPKS pada LCPKS pada reaktor anaerobik unggun tetap. Pemisahan lumpur dapat dilakukan dengan dekanter atau teknologi pengapungan (dissolved air floatation), yang bertujuan mengurangi nilai COD, BOD, nitrogen dan pasir, serta mengurangi masalah pada proses pengolahan berikutnya (foaming, sedimentasi dan penyumbatan karena adanya lumpur). Teknologi pengapungan tampaknya lebih cocok dan dapat menjadi salah satu alternatif untuk memisahkan lumpur LCPKS. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemisahan lumpur dari limbah cairnya dapat menurunkan nilai COD dan kandungan N, serta memperkecil kapasitas pengolahan limbah selanjutnya. Lumpur yang dipisahkan ini mengandung protein yang cukup tinggi, sehingga dapat digunakan sebagai bahan pakan ternak. Selain itu lumpur juga dapat ditambahkan pada proses pengomposan sebagai sumber N agar meningkatkan kandungan nutrisi kompos.
Limbah cair dan limbah padat PKS memiliki kandungan hara yang tinggi sehingga dapat digunakan sebagai pupuk organik. Teknologi pengelolahan limbah padat dan cair yang efektif adalah pengomposan (Sutarta et al., 2005), . Pengomposan merupakan salah satu cara untuk meningkatkan nilai hara dan peningkatan nilai ekonomi limbah. Teknologi pengomposan limbah padat dan limbar cair kelapa sawit dilakukan
dengan tahapan: persiapan lahan, proses pengomposan, dan perhitungan mutu produksi kompos (Darnoko, et al., 1993).
Pengomposan TKS dari PKS kapasitas 30 ton TBS/jam diperlukan lantai pengomposan dengan luas 25.000 m2. Lantai dibuat dari semen cor dengan ketebalan 12 cm. Lokasi pengomposan sebaiknya tidak jauh dari pabrik untuk memudahkan pengangkutan TKS dan pengaliran LCPKS. Lahan ini digunakan sebagai lokasi pengomposan untuk 138 ton TKS/hari atau 5.796 ton TKS per 42 hari. Sekitar 10-20% dari lantai pengomposan sebaiknya beratap untuk digunakan sebagai areal pengeringan, pengayakan dan pengepakan.
Awal proses pengomposan dimulai dari cacahan tandan kosong (windrows) dengan awal penyemprotan selama 10 minggu. Kegiatan yang dilakukan adalah pencacahan, pencampuran LCKS dengan TKKS, pembalikan, pengawasan, dan penghitungan nilai rendemen kompos. TKS dicacah dengan high speed hammer mill
kemudian diangkut menggunakan dump truck, disusun pada areal composting pile dan dibentuk windrows dengan ukuran panjang 45 m x lebar 2,5 meter x tinggi 1,5 meter dengan volume + 40 ton.
Tiap unit composting pile dibentuk dengan ukuran panjang 45 m x lebar 2,5 m x tinggi 1,5 m dengan volume + 40 ton LCKS/ton telah dicacah. LCKS yang dibutuhkan sebanyak 2-3 ton LCKS/ton TKS selama proses pengomposan sampai menjadi pupuk kompos. Jumlah minimal LCKS yang dapat dipakai untuk stabilisasi kadar air dan pengadaan hara sebesar 40 ton TKS x 2,5 ton LCKS = 100 ton LCKS. Setiap windrows
selama proses pengomposan ditutup dengan cover plastik.
Pembalikan composting pile dilakukan 2 kali seminggu dengan menggunakan
plow max model T-190 yang bertujuan untuk mempertahankan kandungan oksigen dan
kadar air selama 8 minggu dan 2 minggu terakhir hanya dibalik untuk pengeringan hasil menjadi kompos. Pengawasan pada proses pengomposan di windrows dengan menggunakan alat ukur Excalibur untuk mengukur suhu (55-70 oC), kadar air (40-95 %) dan kandungan oksigen > 5%.
Nilai rendemen kompos diperoleh berdasarkan perbandingan hasil kompos dengan produksi cacahan kali 100 persen. Kondisi normal rendemen kompos adalah maksimal 50%. Kondisi rendemen yang diatas 50% kemungkinan disebabkan oleh kandungan padatan pada LCKS yang disiramkan ke cacahan tankos (windrow) rata-rata mencapai 50%. Padahal kandungan solid yang normal adalah 5 – 15%. Penyebab lainnya adalah perbandingan pemakaian LCKS terhadap cacahan tankos 1 : 3 serta perlakuan penyiraman yang dilakukan selama 8 minggu.
Unsur hara yang terkandung dalam kompos tersebut akan disebarkan ke pokok kelapa sawit untuk menambah nutrisi dan perbaikan tekstur tanah (soil condisioner). Penebaran kompos pada pokok kelapa sawit di areal tanaman menghasilkan (TM) dan tanaman belum menghasilkan (TBM) adalah sebesar 50 kg/pokok/tahun. Kandungan unsur hara dari produksi kompos yang dihasilkan disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4. Kandungan unsur hara dari produksi kompos
No Unsur Persentase (%) 1. Nitrogen (N) 1,90 – 2,78 2. P (P2O5) 0,34 – 0,45 3. K2O 1,98 – 2,31 4. Magnesium (MgO) 0,36 – 0,62 5. Calcium (CaO) 0,60 – 1,05 6. Bahan organik 32,30 – 37,10 7. C/N rasio 13,35 – 17,00 8. Kadar air 45,70 – 49,00 Sumber: PTPN IV (2005)
Di pabrik kelapa sawit yang berkapasitas 30 ton per jam akan dihasilkan sebanyak 128 ton per hari tandan kosong sawit (TKS) dan 360 m3 LCPKS. Setiap tandan buah segar (TBS) akan menghasilkan TKS sebanyak 23% dan 0,6 m3 LCPKS dari TBS yang diolah. Pemanfaatan TKS untuk aplikasi lahan akan menghadapi kendala berupa biaya transportasi tinggi, karena dapat terserang sejenis jamur Orcytes dan unsur haranya terbatas. Demikian juga pemanfaatan LCPKS, akan menghadapi masalah seperti keterbatasan luas lahan yang dapat ditangani (maksimal 150 ha), biaya pemeliharaan tinggi dan memerlukan ijin dari Badan Pengendalian Dampak Lingkungan (Bapedal). PTPN IV Sumatera Utara menerapkan sistem pengelolaan limbah PKS untuk pupuk organik (kompos). Dari 128 ton per hari TKS dan 360 m3 LCPKS dapat dihasilkan kompos sebanyak 70 ton per hari. Pada Gambar 6 dapat dilihat tahapan-tahapan pembuatan kompos dari TKS dan PCPKS.
Waktu yang diperlukan dalam pembuatan dari TKS dan LCPKS adalah 12 minggu. Aktivitas yang paling menonjol pada proses pembuatan kompos adalah pada tahap pembalikan. Kegiatan ini dilakukan dengan menggunakan mesin Bakhus 15.30 yang dilakukan 3 sampai 5 kali perminggu selama delapan minggu. Fungsi pembalikan tersebut adalah untuk: aerasi, mempermudah penguapan air limbah, mencegah pertumbuhan oryctes rhinoceros di dalam tumpukan, menghancurkan TKS, penyiraman dan menghasilkan kompos dengan kualitas yang homogen.