PRODUKSI PUPUK ORGANIK CAIR BERKUALITAS DARI
PEMANFAATAN LIMBAH CAIR PABRIK PENGOLAHAN
KELAPA SAWIT
NIKEN RANI WANDANSARI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis dengan judul: Produksi Pupuk Organik Cair Berkualitas dari Pemanfaatan Limbah Cair Pabrik Pengolahan Kelapa Sawit adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Agustus 2009
Niken Rani Wandansari NIM A351060011
ABSTRACT
NIKEN RANI WANDANSARI. Organic Liquid Fertilizer Production from Palm Oil Mill Effluent Utilization. Under supervision of GUNAWAN DJAJAKIRANA and SUDARSONO.
Continuous synthetic fertilizer utilization without returning organic material into soil can reduce the soil quality. Therefore, it is very important to add organic material into the soil, either through returning of harvesting residue or giving organic fertilizer that is ready to use. This study consists of two main experiments, namely the digestion process of palm oil mill effluent to produce organic liquid fertilizer and the application of organic liquid fertilizer to plants in the polibag.
Results of field observations and laboratory analysis showed that application of organic liquid fertilizer and interaction between organic and anorganic fertilizer give significant effect to height and weight of kangkong and caisin. The highest influence for kangkong was found in the liquid organic fertilizer from aerobic decompotition, whereas the highest influence for caisin was found in the liquid organic fertilizer from anaerobic decompotition. In general, the treatment combination of AS (Ammonium Sulfat) fertilizer dose 50 % with liquid organic fertilizer from palm oil mill effluent give higher crop height and weight than the treatment of AS fertilizer dose 100 %, because the organic liquid fertilizer had a higher nutritions. Quantitatively, the highest nutrition content was found in the effluent from biodigester>effluent biodigester with aeration>effluent from anaerobic pond>effluent from aerobic pond, while the highest humic acid was found in effluent from anaerobic pond>effluent biodigester with aeration>effluent from biodigester>effluent from aerobic pond.
Volume of biogas production from biodigester with capacity ± 7.0 m3 reach 13.4 m3/2 weeks with the percentage of metan gas about 50.45-83.72 % and the net value of heat 16.65-27.63 kJ/dm3.
RINGKASAN
NIKEN RANI WANDANSARI. Produksi Pupuk Organik Cair Berkualitas dari Pemanfaatan Limbah Cair Pabrik Pengolahan Kelapa Sawit. Di bawah bimbingan GUNAWAN DJAJAKIRANA and SUDARSONO.
Kegiatan pertanian dan perkebunan yang diusahakan secara terus-menerus yang diiringi dengan penggunaan pupuk buatan tanpa diimbangi usaha pengembalian bahan organik ke dalam tanah, dapat mengakibatkan penurunan kandungan bahan organik tanah dengan cepat, sehingga produktivitas tanahnya menjadi semakin rendah. Oleh karena itu sangat penting artinya menambahkan bahan organik ke dalam tanah, baik melalui pengembalian sisa panen maupun pemberian pupuk organik berupa kompos matang atau “pupuk organik siap guna” yang beredar di pasaran.
Di sisi lain, seiring dengan terus meningkatnya luasan areal perkebunan kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq) yang diikuti dengan peningkatan jumlah pabrik pengolahan kelapa sawit (PPKS) dan total produksi minyak sawit mentah, mengakibatkan jumlah limbah cair yang dihasilkan juga meningkat. Akan tetapi berdasarkan hasil analisis kimia, limbah cair tersebut memiliki kandungan hara yang cukup tinggi sehingga berpotensi untuk digunakan sebagai pupuk organik, dan masih belum termanfaatkan secara optimal saat ini. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mengetahui lebih lanjut potensi dan kualitas limbah cair yang didekomposisikan untuk dimanfaatkan sebagai pupuk organik maupun sebagai bahan pembenah tanah. Kualitas pupuk organik yang dihasilkan ditentukan dari kandungan hara maupun kandungan senyawa humat dalam pupuk organik tersebut, serta pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman maupun kandungan hara dalam tanah dibandingkan dengan pengaruh hasil aplikasi pupuk anorganik yang digunakan maupun pupuk organik yang beredar di pasaran.
Penelitian ini terdiri dari dua tahap utama, yaitu tahap perombakan limbah cair pengolahan sawit, baik secara aerobik maupun anaerobik, untuk menghasilkan pupuk organik cair, sekaligus memproduksi biogas dari biodigester, dan tahap pengaplikasian pupuk organik cair yang dihasilkan pada tanaman kangkung dan caisin dalam polibag.
Berdasarkan hasil pengamatan lapang dan analisis laboratorium, diketahui bahwa pupuk organik cair yang dihasilkan dari limbah cair pengolahan sawit yang terdekomposisi memiliki kandungan hara yang lebih tinggi dibandingkan dengan pupuk organik cair yang beredar di pasaran. Kandungan hara tertinggi dijumpai pada effluent biodigester>effluent biodigester yang diaerasikan>limbah cair anaerobic pond>limbah cair aerobic pond, sedangkan kandungan garam-garam humat tertinggi dijumpai pada limbah cair anaerobic pond>effluent biodigester yang diaerasikan>effluent biodigester>limbah cair aerobic pond.
bobot tanaman caisin. Pengaruh pemberian pupuk organik cair dan interaksi dari kedua jenis pupuk tersebut sangat bervariasi terhadap serapan hara tanaman maupun kandungan hara tanah. Namun, secara umum diketahui bahwa pengaruh interaksi pemberian pupuk ZA dosis 50 % dengan pupuk organik yang berasal dari limbah cair terdekomposisi memberikan hasil lebih tinggi dibandingkan perlakuan pupuk ZA dosis 100 %, baik pada tinggi maupun bobot kedua tanaman.
Dekomposisi limbah cair secara anaerobik menggunakan biodigester sederhana, selain menghasilkan pupuk organik cair, juga memproduksi biogas. Volume biogas yang dihasilkan dari biodigester dengan kapasitas ± 7.0 m3 mencapai 13.4 m3/2 minggu, di mana persentase gas metana dalam biogas sekitar 50.45-83.72 % dengan nilai kalor bersih antara 16.65-27.63 kJ/dm3.
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2009
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
PRODUKSI PUPUK ORGANIK CAIR BERKUALITAS DARI
PEMANFAATAN LIMBAH CAIR PABRIK PENGOLAHAN
KELAPA SAWIT
NIKEN RANI WANDANSARI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Tanah
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
Judul Tesis : Produksi Pupuk Organik Cair Berkualitas dari Pemanfaatan Limbah Cair Pabrik Pengolahan Kelapa Sawit
Nama : Niken Rani Wandansari
NIM : A351060011
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Gunawan Djajakirana M.Sc Prof. Dr. Ir. Sudarsono M.Sc Ketua Anggota
Diketahui
a.n Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana IPB Ilmu Tanah
Ketua Departemen ITSL
Dr. Ir. Kukuh Murtilaksono M.Si Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro M.Si
p
Segena
dan pimpin
kesempatan
(PMKS UK
dalam rangk
Penuli
karyawan P
penulis di la
ap terima k
nan PT. A
n bagi penu
KUI-2) maup
ka penyelesa
lis juga me
PMKS-UK
apangan.
kasih penuli
ASIAN AG
lis untuk m
upun bantua
aian tugas ak
engucapkan
KUI 2, Riau
lis sampaika
GRI - Peka
melakukan p
an berupa bia
khir.
terima ka
u atas kerj
an kepada s
kanbaru yan
penelitian d
aya peneliti
kasih kepada
ja sama dan
seluruh jajar
ng telah m
di PT. ASIA
ian selama d
PRODUKSI PUPUK ORGANIK CAIR BERKUALITAS DARI
PEMANFAATAN LIMBAH CAIR PABRIK PENGOLAHAN
KELAPA SAWIT
NIKEN RANI WANDANSARI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis dengan judul: Produksi Pupuk Organik Cair Berkualitas dari Pemanfaatan Limbah Cair Pabrik Pengolahan Kelapa Sawit adalah karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Agustus 2009
Niken Rani Wandansari NIM A351060011
ABSTRACT
NIKEN RANI WANDANSARI. Organic Liquid Fertilizer Production from Palm Oil Mill Effluent Utilization. Under supervision of GUNAWAN DJAJAKIRANA and SUDARSONO.
Continuous synthetic fertilizer utilization without returning organic material into soil can reduce the soil quality. Therefore, it is very important to add organic material into the soil, either through returning of harvesting residue or giving organic fertilizer that is ready to use. This study consists of two main experiments, namely the digestion process of palm oil mill effluent to produce organic liquid fertilizer and the application of organic liquid fertilizer to plants in the polibag.
Results of field observations and laboratory analysis showed that application of organic liquid fertilizer and interaction between organic and anorganic fertilizer give significant effect to height and weight of kangkong and caisin. The highest influence for kangkong was found in the liquid organic fertilizer from aerobic decompotition, whereas the highest influence for caisin was found in the liquid organic fertilizer from anaerobic decompotition. In general, the treatment combination of AS (Ammonium Sulfat) fertilizer dose 50 % with liquid organic fertilizer from palm oil mill effluent give higher crop height and weight than the treatment of AS fertilizer dose 100 %, because the organic liquid fertilizer had a higher nutritions. Quantitatively, the highest nutrition content was found in the effluent from biodigester>effluent biodigester with aeration>effluent from anaerobic pond>effluent from aerobic pond, while the highest humic acid was found in effluent from anaerobic pond>effluent biodigester with aeration>effluent from biodigester>effluent from aerobic pond.
Volume of biogas production from biodigester with capacity ± 7.0 m3 reach 13.4 m3/2 weeks with the percentage of metan gas about 50.45-83.72 % and the net value of heat 16.65-27.63 kJ/dm3.
RINGKASAN
NIKEN RANI WANDANSARI. Produksi Pupuk Organik Cair Berkualitas dari Pemanfaatan Limbah Cair Pabrik Pengolahan Kelapa Sawit. Di bawah bimbingan GUNAWAN DJAJAKIRANA and SUDARSONO.
Kegiatan pertanian dan perkebunan yang diusahakan secara terus-menerus yang diiringi dengan penggunaan pupuk buatan tanpa diimbangi usaha pengembalian bahan organik ke dalam tanah, dapat mengakibatkan penurunan kandungan bahan organik tanah dengan cepat, sehingga produktivitas tanahnya menjadi semakin rendah. Oleh karena itu sangat penting artinya menambahkan bahan organik ke dalam tanah, baik melalui pengembalian sisa panen maupun pemberian pupuk organik berupa kompos matang atau “pupuk organik siap guna” yang beredar di pasaran.
Di sisi lain, seiring dengan terus meningkatnya luasan areal perkebunan kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq) yang diikuti dengan peningkatan jumlah pabrik pengolahan kelapa sawit (PPKS) dan total produksi minyak sawit mentah, mengakibatkan jumlah limbah cair yang dihasilkan juga meningkat. Akan tetapi berdasarkan hasil analisis kimia, limbah cair tersebut memiliki kandungan hara yang cukup tinggi sehingga berpotensi untuk digunakan sebagai pupuk organik, dan masih belum termanfaatkan secara optimal saat ini. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mengetahui lebih lanjut potensi dan kualitas limbah cair yang didekomposisikan untuk dimanfaatkan sebagai pupuk organik maupun sebagai bahan pembenah tanah. Kualitas pupuk organik yang dihasilkan ditentukan dari kandungan hara maupun kandungan senyawa humat dalam pupuk organik tersebut, serta pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman maupun kandungan hara dalam tanah dibandingkan dengan pengaruh hasil aplikasi pupuk anorganik yang digunakan maupun pupuk organik yang beredar di pasaran.
Penelitian ini terdiri dari dua tahap utama, yaitu tahap perombakan limbah cair pengolahan sawit, baik secara aerobik maupun anaerobik, untuk menghasilkan pupuk organik cair, sekaligus memproduksi biogas dari biodigester, dan tahap pengaplikasian pupuk organik cair yang dihasilkan pada tanaman kangkung dan caisin dalam polibag.
Berdasarkan hasil pengamatan lapang dan analisis laboratorium, diketahui bahwa pupuk organik cair yang dihasilkan dari limbah cair pengolahan sawit yang terdekomposisi memiliki kandungan hara yang lebih tinggi dibandingkan dengan pupuk organik cair yang beredar di pasaran. Kandungan hara tertinggi dijumpai pada effluent biodigester>effluent biodigester yang diaerasikan>limbah cair anaerobic pond>limbah cair aerobic pond, sedangkan kandungan garam-garam humat tertinggi dijumpai pada limbah cair anaerobic pond>effluent biodigester yang diaerasikan>effluent biodigester>limbah cair aerobic pond.
bobot tanaman caisin. Pengaruh pemberian pupuk organik cair dan interaksi dari kedua jenis pupuk tersebut sangat bervariasi terhadap serapan hara tanaman maupun kandungan hara tanah. Namun, secara umum diketahui bahwa pengaruh interaksi pemberian pupuk ZA dosis 50 % dengan pupuk organik yang berasal dari limbah cair terdekomposisi memberikan hasil lebih tinggi dibandingkan perlakuan pupuk ZA dosis 100 %, baik pada tinggi maupun bobot kedua tanaman.
Dekomposisi limbah cair secara anaerobik menggunakan biodigester sederhana, selain menghasilkan pupuk organik cair, juga memproduksi biogas. Volume biogas yang dihasilkan dari biodigester dengan kapasitas ± 7.0 m3 mencapai 13.4 m3/2 minggu, di mana persentase gas metana dalam biogas sekitar 50.45-83.72 % dengan nilai kalor bersih antara 16.65-27.63 kJ/dm3.
© Hak Cipta milik IPB, tahun 2009
Hak Cipta dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB
PRODUKSI PUPUK ORGANIK CAIR BERKUALITAS DARI
PEMANFAATAN LIMBAH CAIR PABRIK PENGOLAHAN
KELAPA SAWIT
NIKEN RANI WANDANSARI
Tesis
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Program Studi Ilmu Tanah
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
Judul Tesis : Produksi Pupuk Organik Cair Berkualitas dari Pemanfaatan Limbah Cair Pabrik Pengolahan Kelapa Sawit
Nama : Niken Rani Wandansari
NIM : A351060011
Disetujui Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Gunawan Djajakirana M.Sc Prof. Dr. Ir. Sudarsono M.Sc Ketua Anggota
Diketahui
a.n Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana IPB Ilmu Tanah
Ketua Departemen ITSL
Dr. Ir. Kukuh Murtilaksono M.Si Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro M.Si
p
Segena
dan pimpin
kesempatan
(PMKS UK
dalam rangk
Penuli
karyawan P
penulis di la
ap terima k
nan PT. A
n bagi penu
KUI-2) maup
ka penyelesa
lis juga me
PMKS-UK
apangan.
kasih penuli
ASIAN AG
lis untuk m
upun bantua
aian tugas ak
engucapkan
KUI 2, Riau
lis sampaika
GRI - Peka
melakukan p
an berupa bia
khir.
terima ka
u atas kerj
an kepada s
kanbaru yan
penelitian d
aya peneliti
kasih kepada
ja sama dan
seluruh jajar
ng telah m
di PT. ASIA
ian selama d
Terima kasi
senantiasa m
ihku tak aka
memberikan
esok), jug
kan pernah cu
kasih sayan
ga dana (teru
ukup kepada
ng, semangat
utama setela
da Ibu dan de
t dan doa (d
lah Bapak ga
dek Cethi terc
dulu, sekaran
a ada....)
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan.
Penulis menyampaikan penghargaan dan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dukungan baik moril maupun materiil selama penelitian dan penyusunan tesis ini, terutama kepada Dr. Ir. Gunawan Djajakirana, M.Sc dan Prof. Dr. Ir. Sudarsono M.Sc selaku komisi pembimbing yang telah membimbing dan membantu penulis baik dalam proses penelitian maupun penyusunan tesis. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Dr. Ir. Basuki Sumawinata M.Agr selaku penguji luar komisi pembimbing pada ujian tesis yang telah memberikan saran dan kritik dalam penyempurnaan penyusunan karya ilmiah ini.
Segenap terima kasih penulis sampaikan kepada seluruh jajaran direksi PT. ASIAN AGRI-Pekanbaru yang telah memberikan kesempatan bagi penulis untuk melakukan penelitian di PT. ASIAN AGRI maupun bantuan biaya penelitian selama di lapangan. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada seluruh staff dan karyawan PMKS-UKUI 2, Riau atas kerja sama dan bantuannya selama penulis di lapangan.
Penulis berterima kasih dan sangat terbantu atas kerja sama dari para laboran: pak Sarjito, pak Sukoyo, serta laboran lainnya, rekan-rekan penulis: Nia, Ninda, adik-adik mineral angkt. 41 dan 42. Selain itu juga kepada pihak-pihak lain yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu.
Akhirnya penulis ucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada ibu dan adik tercinta yang senantiasa memberikan kasih sayang, semangat dan doa sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini. Karenanya karya kecil ini penulis persembahkan untuk kalian, dan semoga dapat bermanfaat tak hanya bagi penulis, namun juga bagi pihak lain yang membutuhkan.
Bogor, Agustus 2009
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Lumajang, Jawa Timur pada tanggal 12 April 1983. Lahir sebagai putri pertama dari dua bersaudara dari pasangan Bapak Seno (alm.) dan Ibu S. Yani Fatimah.
DAFTAR ISI
Halaman DAFTAR TABEL ... xiii DAFTAR GAMBAR ... xiv I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Tujuan ... 3 1.3. Hipotesis ... 3 II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Peranan Bahan Organik Tanah ... 4 2.2 Dekomposisi Bahan Organik Tanah ... 6 2.3 Limbah Cair Kelapa Sawit ... 8 2.4 Potensi Pemanfaatan Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Pupuk
Organik ... 9 2.5 Potensi Pemanfaatan Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Biogas ... 11 III. METODOLOGI
3.1 Penelitian I ... 13 3.1.1 Tempat dan Waktu ... 13 3.1.2 Bahan dan Alat ... 13 3.1.3 Metode Penelitian ... 14 3.2 Penelitian II ... 19 3.2.1 Tempat dan Waktu ... 19 3.2.2 Bahan dan Alat ... 19 3.2.3 Metode Penelitian ... 19 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Penelitian I ... 24 4.1.1 Karakteristik Effluent Biodigester Sederhana ... 24 4.1.2 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Dekomposisi Anaerobik
4.2 Penelitian II ... 32 4.2.1 Pengaruh Aplikasi Pupuk Organik Cair pada Tanaman
DAFTAR TABEL
Nomor Halaman Teks
1. Fraksionasi Senyawa Humat Berdasarkan Kelarutannya dalam Asam dan
Alkali ... 5 2. Komponen Kimia Limbah Cair Pengolahan Sawit Sebelum dan Setelah
Pengolahan Biologis ... 10 3. Metode Analisis Parameter Pengamatan ... 18 4. Karakteristik Limbah Cair Pengolahan Sawit Awal ... 19 5. Karakteristik Cairan Pupuk Organik Cair yang Digunakan ... 22 6. Karakteristik Cairan Effluent Biodigester Sederhana ... 24 7. Pengaruh Pupuk Organik Cair terhadap Tinggi dan Bobot Tanaman
Kangkung dan Caisin pada Taraf Pemberian Pupuk Anorganik 0 % ... 33 8. Pengaruh Pupuk Organik Cair terhadap Tinggi dan Bobot Tanaman
Kangkung dan Caisin pada Taraf Pemberian Pupuk Anorganik 50 % ... 34 9. Pengaruh Pupuk Organik Cair terhadap Tinggi dan Bobot Tanaman
Kangkung dan Caisin pada Taraf Pemberian Pupuk Anorganik 100 % ... 34 10. Pengaruh Aplikasi Pupuk Organik Cair terhadap Serapan Hara Tanaman
pada Tanaman Kangkung ... 37 11. Pengaruh Aplikasi Pupuk Organik Cair terhadap Serapan Hara Tanaman
pada Tanaman Caisin ... 38 12. Pengaruh Aplikasi Pupuk Organik Cair terhadap Kandungan Hara Tanah
pada Tanaman Kangkung ... 39 13. Pengaruh Aplikasi Pupuk Organik Cair terhadap Kandungan Hara Tanah
DAFTAR GAMBAR
Nomor Halaman
Teks
1. Rancang Bangun Pembuatan Biodigester Sederhana ... 15 2. Skema Pembuatan Biodigester Sederhana ... 17 3a. Pengolahan Limbah Cair secara Open Ponding System ... 21 3b. Sketsa Sistem Pengolahan Limbah Cair Kolam Terbuka pada Anerobic
dan Aerobic Pond ... 21 3c. Sketsa Sistem Pengolahan Limbah Cair Biodigester ... 22 4. Grafik Fluktuasi Suhu Digester ... 27 5. Grafik Fluktuasi pH Digester ... 28 6. Grafik Persentase Penurunan Total Padatan ... 29 7. Grafik Fluktuasi Bakteri Metanogen (≈ % CH4) ... 30 8. Grafik Produksi Biogas Selama 2 Minggu ... 31
Lampiran
1. Gambar Pengolahan Limbah Cair secara Open Ponding System ... 45 2. Gambar Pengolahan Limbah Cair dengan Biodigester Sederhana ... 46 3. Gambar Analisis FTIR Limbah Cair Awal ... 47 4. Gambar Analisis FTIR Limbah Cair Terdigesti ... 48 5a. Gambar Tinggi Tanaman Kangkung pada Berbagai Pupuk Organik Cair
dengan Taraf Pemberian Pupuk Anorganik 0 % ... 49 5b. Gambar Tinggi Tanaman Kangkung pada Berbagai Pupuk Organik Cair
dengan Taraf Pemberian Pupuk Anorganik 50 % ... 49 5c. Gambar Tinggi Tanaman Kangkung pada Berbagai Pupuk Organik Cair
dengan Taraf Pemberian Pupuk Anorganik 100 % ... 50 6a. Gambar Tinggi Tanaman Caisin pada Berbagai Pupuk Organik Cair
dengan Taraf Pemberian Pupuk Anorganik 0 % ... 50 6b. Gambar Tinggi Tanaman Caisin pada Berbagai Pupuk Organik Cair
dengan Taraf Pemberian Pupuk Anorganik 50 % ... 51 6c. Gambar Tinggi Tanaman Caisin pada Berbagai Pupuk Organik Cair
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam rangka meningkatkan pendayagunaan tanah secara optimum sebagai salah satu usaha pembangunan pertanian berkelanjutan yang bertujuan mencapai produksi maksimum dan stabil, maka diperlukan usaha-usaha untuk memperbaiki sifat-sifat tanah (baik sifat fisik, kimia, dan biologi tanah) maupun untuk mempertahankan dan meningkatkan kandungan bahan organik tanah. Bahan organik tanah merupakan salah satu komponen penyusun tanah yang sangat penting bagi ekosistem tanah maupun terhadap perbaikan lingkungan pertumbuhan tanaman, terutama sebagai sumber dan pengikat hara, serta sebagai substrat bagi mikroorganisme tanah.
Bahan organik tanah yang telah terdekomposisi dan secara mikroskopis tidak memiliki sel tumbuhan dikenal dengan humus. Bagian terbesar dari humus adalah senyawa humat. Senyawa tersebut memiliki peranan yang sangat penting di bidang pertanian, yakni bersama dengan fraksi liat terlibat dalam sejumlah aktivitas kimia dalam tanah dan dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman, baik secara langsung maupun tak langsung. Secara tidak langsung, senyawa humat mampu memperbaiki kesuburan tanah dengan memperbaiki kondisi fisik, kimia dan biologi tanah. Secara langsung, senyawa tersebut dapat merangsang pertumbuhan tanaman melalui pengaruhnya terhadap metabolisme dan sejumlah proses fisiologi lainnya (Stevenson dan Cole, 1999).
sifat-sifat tanah, juga sebagai penyeimbang penggunaan pupuk anorganik dan mengurangi dampak negatifnya terhadap tanah.
Di sisi lain, seiring dengan terus meningkatnya luasan areal perkebunan kelapa sawit (Elaeis guineensis Jacq) yang diiringi dengan peningkatan jumlah pabrik pengolahan kelapa sawit (PPKS) selama beberapa tahun terakhir ini, mendorong peningkatan total produksi minyak sawit mentah yang cukup signifikan. Saat ini diprediksi lebih dari 420 unit PPKS yang beroperasi dengan rata-rata kapasitas olah 30-60 ton tandan buah segar (TBS) per jam dihasilkan sekitar 42 juta ton limbah cair, di mana setiap ton CPO (Crude Palm Oil) yang diproduksi akan menghasilkan 2.5 ton limbah cair.
Selama ini untuk memenuhi standar lingkungan agar limbah tersebut dapat dialirkan ke perairan bebas, proses pengolahan yang biasa dilakukan antara lain: (1) Open Ponding Systems, yaitu pengolahan limbah secara biologi konvensional yang berbasis pada proses dekomposisi anaerobik dan aerobik oleh mikroorganisme tertentu untuk merombak polutan organik dalam beberapa kolam pengendapan dan pemisahan limbah, dan (2) mendekomposisikan limbah cair secara anaerobik murni dalam biodigester (Lubis et al., 2004; Yeoh, 2004). Akan tetapi berdasarkan hasil analisis kimia yang diperoleh dalam limbah sebelum dan sesudah pengolahan secara biologis (Satyoso et al., 2005), diketahui bahwa limbah cair tersebut memiliki kandungan hara N, P, K dan Mg yang cukup tinggi sehingga berpotensi untuk digunakan sebagai pupuk organik, dan masih belum termanfaatkan secara optimal saat ini. Hara-hara tersebut merupakan hara makro yang sangat dibutuhkan tanaman kelapa sawit untuk meningkatkan pertumbuhan dan produksi buah sawit, mengingat bahwa 1 ton TBS yang dihasilkan setara dengan 6.3 kg urea, 2.1 kg TSP, 7.3 kg MOP, dan 4.9 kg Kieserit (Poeloengan et al., 2003). Selain itu, limbah yang dihasilkan tidak saja mengandung senyawa anorganik, seperti P, Ca, Mg, Na, Mn, Fe, Cu dan Zn, namun juga mengandung senyawa organik yang cukup tinggi, seperti asam lemak dan asam amino.
kandungan hara maupun kandungan senyawa humat dalam pupuk organik tersebut, serta pengaruhnya terhadap pertumbuhan tanaman maupun kandungan hara dalam tanah dibandingkan dengan pengaruh hasil aplikasi pupuk anorganik yang digunakan maupun pupuk organik yang beredar di pasaran.
Pemanfaatan limbah cair sebagai pupuk organik bagi tanaman maupun sumber bahan organik tanah dipandang sebagai salah satu alternatif penanganan limbah menuju produksi minyak sawit yang bersih, sekaligus mengurangi biaya pengolahan limbah dan menghemat biaya pemupukan.
1.2 Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik pupuk organik cair yang berasal dari limbah cair pengolahan kelapa sawit dengan membandingkan perbedaan proses dekomposisinya, terutama terhadap kandungan hara dan senyawa humat dalam pupuk tersebut. Penelitian ini juga untuk mengetahui pengaruh aplikasi pupuk organik cair yang dihasilkan terhadap pertumbuhan tanaman maupun kandungan hara dalam tanah dibandingkan dengan aplikasi pupuk anorganik yang digunakan maupun pupuk organik cair yang beredar di pasaran.
1.3 Hipotesis
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Peranan Bahan Organik Tanah
Bahan organik adalah bagian dari tanah yang merupakan suatu sistem kompleks dan dinamis, baik yang bersumber dari sisa tanaman dan binatang yang terdapat di dalam tanah yang terus-menerus mengalami perubahan bentuk karena dipengaruhi oleh faktor biologi, fisik, dan kimia. Bahan organik tanah merupakan salah satu komponen penyusun tanah yang sangat penting bagi ekosistem tanah maupun terhadap perbaikan lingkungan pertumbuhan tanaman, terutama sebagai sumber (source) dan pengikat (sink) hara, serta sebagai substrat bagi mikroorganisme tanah. Menurut Stevenson (1994), peranan bahan organik tanah antara lain:
1. berpengaruh langsung maupun tidak langsung terhadap ketersediaan hara. Bahan organik secara langsung merupakan sumber hara N, P, S, serta hara mikro. Secara tidak langsung bahan organik membebaskan hara P yang terfiksasi secara biologi maupun kimia, mengkhelat hara mikro sehingga tidak mudah hilang dari zona perakaran, serta menyediakan sumber energi bagi mikroorganisme penambat N2
2. membentuk dan memantapkan agregat tanah sehingga aerasi, permeabilitas dan infiltrasi tanah menjadi lebih baik, serta daya tahan tanah terhadap erosi lebih meningkat
3. menggemburkan tanah
4. meningkatkan retensi air yang dibutuhkan bagi pertumbuhan tanaman 5. meningkatkan retensi hara melalui peningkatan muatan dalam tanah
6. mengimobilisasi senyawa antropogenik dan logam berat yang masuk ke dalam tanah
7. meningkatkan kapasitas sangga tanah 8. meningkatkan suhu tanah
9. mensuplai energi bagi organisme tanah
Stevenson dan Cole (1999) menyebutkan pool bahan organik tanah di antaranya: (1) serasah, yaitu bahan makroorganik yang terletak di atas tanah, (2) fraksi ringan (light fraction), yaitu sisa tumbuhan atau hasil dekomposisi sebagian sisa tumbuhan yang terdapat di dalam tanah, (3) biomassa mikroorganisme, (4) biomassa fauna tanah, (5) senyawa organik terlarut dalam larutan tanah, (6) enzim tanah, serta (7) humus stabil (stable humus), yaitu sisa-sisa jaringan tumbuhan dan hewan yang terhumifikasi dan menjadi stabil akibat aktivitas mikroorganisme dan perubahan kimia, maupun yang berasosiasi dengan komponen anorganik tanah.
Secara umum bahan organik tanah terdiri dari dua komponen utama, yaitu senyawa non humat dan senyawa humat. Bentuk senyawa pertama dikelaskan dalam senyawa organik yang meliputi karbohidrat, lemak, zat lilin, lignin dan protein. Sedangkan bentuk berikutnya meliputi sebagian besar fraksi humus yang dipercaya merupakan hasil polimerisasi oksidasi dari senyawa-senyawa fenol, lignin dan protein dari jaringan tanaman serta metabolisme dari biota tanah. Bentuk persenyawaan ini terdiri dari berbagai macam highly acidic, yang berwarna kuning hingga agak hitam, dan polielektrolit yang memiliki bobot molekul tinggi, seperti asam humat, asam fulvat, dan lain-lain.
[image:32.612.132.430.624.695.2]Berdasarkan penelitian, secara kimia asam humat, asam fulvat dan humin memiliki komposisi yang hampir sama, tetapi berbeda dalam bobot molekul dan kandungan gugus fungsionalnya. Asam humat biasanya kaya akan karbon yang berkisar antara 41-57 %, memiliki kandungan oksigen yang lebih rendah dan kandungan hidrogen dan nitrogen yang lebih tinggi daripada asam fulvat. Selain itu, asam humat memiliki kemasaman total (400-870 meq/100g) dan jumlah gugus COOH yang lebih rendah dibandingkan asam fulvat (900-1400 meq/100g). Fraksionasi senyawa humat dapat dilakukan berdasarkan kelarutan bahan-bahan tersebut dalam asam dan alkali, seperti tabel berikut:
Tabel 1. Fraksionasi Senyawa Humat Berdasarkan Kelarutannya dalam Asam dan Alkali
Fraksi Alkali Asam Alkohol
Asam fulvat larut larut -
Asam humat larut tidak larut tidak larut Asam himatomelanik larut tidak larut larut Humin tidak larut tidak larut tidak larut
Senyawa humat mempunyai peranan yang sangat menguntungkan di bidang pertanian. Bersama dengan fraksi primer tanah, senyawa tersebut bertanggung jawab atas sejumlah aktivitas kimia dalam tanah. Senyawa humat terlibat dalam reaksi kompleks dan dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman, baik secara langsung maupun tak langsung. Secara langsung, senyawa humat dapat merangsang pertumbuhan tanaman melalui pengaruhnya terhadap metabolisme dan sejumlah proses fisiologi tanaman. Asam humat mempengaruhi pertumbuhan tanaman melalui peningkatan permeabilitas sel, sebagai pembawa nutrien ke membran sel, mempengaruhi produksi m-RNA, dan sintesis enzim, atau melalui aksi hormon pertumbuhan maupun sebagai regulator pertumbuhan tanaman. Sedangkan secara tak langsung, senyawa humat mampu memperbaiki kesuburan tanah dengan memperbaiki kondisi fisik, kimia dan biologi tanah, seperti melalui perbaikan agregat, aerasi dan kemampuan menahan air, meningkatkan KTK tanah, serta terlibat dalam ikatan kompleks liat-metal-humus melalui pertukaran ion, jerapan permukaan, khelat maupun reaksi kompleks koagulasi dan peptisasi (Stevenson dan Cole, 1999).
2.2 Dekomposisi Bahan Organik Tanah
Kandungan bahan organik di dalam tanah dipengaruhi oleh iklim, vegetasi, topografi, bahan induk dan waktu, serta pola pertanaman. Bahan organik tanah berada pada kondisi yang dinamis dan ditentukan oleh keseimbangan antara laju penambahan dan laju dekomposisinya. Stevenson (1994) menyajikan proses dekomposisi bahan organik sebagai berikut:
1. fase perombakan bahan organik segar dengan merubah ukuran bahan menjadi lebih kecil
2. fase perombakan lanjutan yang melibatkan enzim mikroorganisme tanah. Fase ini dibagi lagi menjadi beberapa tahapan, yaitu:
a. tahap awal: dicirikan dengan kehilangan secara cepat bahan-bahan yang mudah terdekomposisi akibat pemanfaatan bahan organik sebagai sumber karbon dan energi oleh mikroorganisme tanah, terutama bakteri
c. tahap akhir: dicirikan dengan terjadinya dekomposisi secara berangsur bagian jaringan tanaman atau hewan yang lebih resisten, dan peran fungi dan aktinomicetes pada tahap ini lebih dominan
3. fase perombakan dan sintesis ulang senyawa-senyawa organik (humifikasi) membentuk humus
Proses dekomposisi bahan organik secara umum terbagi menjadi dua sistem, yaitu dekomposisi aerobik dan dekomposisi anaerobik. Dekomposisi aerobik merupakan proses dekomposisi bahan organik yang melibatkan adanya O2 bebas, dengan hasil akhir utama proses tersebut adalah H2O, CO2, unsur hara, dan energi. Reaksi-reaksi yang terjadi pada pengomposan aerobik di antaranya: a. gula sederhana (CH2O)x + x O2 → x CO2 + x H2O + energi
b. protein (N-organik) → NH4+ → NO2- → NO3- + energi c. S-organik + x O2 → SO42- + energi
d. P-organik, fitin, lesitin → H3PO4 → Ca(HPO4)
Mikroorganisme yang terlibat dalam dekomposisi aerobik di antaranya fungi, bakteri dan aktinomicetes. Fungi sangat respon terhadap aerasi yang baik selama proses dekomposisi dan dapat tumbuh cepat dalam keadaan aerobik. Metabolisme fungi lebih efisien dibandingkan dengan bakteri. Mikroorganisme tersebut juga lebih banyak menggunakan karbon dan nitrogen, namun menghasilkan lebih sedikit CO2 dan ammonium dibandingkan dengan bakteri. Kurang lebih 50 % bahan organik yang dilapuk oleh fungi digunakan untuk membentuk sel tubuhnya, sedangkan bakteri hanya mampu mengasimilasi 5-10 % C melalui proses metabolismenya. Respon aktinomicetes terhadap dekomposisi bahan organik kurang efektif dibandingkan kedua mikroorganisme sebelumnya. Pada dekomposisi tersebut bila aerasi dan kelembaban bahan organik cukup baik, maka metabolisme dari beberapa mikroorganisme menjadi meningkat.
masing-masing tahapan didominasi oleh jenis bakteri pengurai yang berbeda, yaitu:
a. tahap pertama merupakan tahap pemecahan polimer menjadi bentuk lebih sederhana secara enzimatik oleh enzim ekstraselular (selulose, amilase, protease, dan lipase) melalui proses hidrolisis dan fermentasi. Kelompok mikroorganisme fakultatif berperan dalam pemecahan substrat organik dengan memutuskan rantai panjang karbohidrat kompleks, protein, dan lipid menjadi senyawa rantai pendek agar lebih mudah larut dan dapat dijadikan sebagai substrat bagi mikroorganisme berikutnya
b. tahap kedua merupakan tahap produksi asam melalui proses asetogenesis dan dehidrogenasi. Bakteri yang berperan pada tahap ini merupakan bakteri anaerobik yang dapat tumbuh dan berkembang pada keadaan asam, seperti Clostridium, Syntrobacter wolinii dan Syntrophomonas wolfei (Sim, 2005). Bakteri tersebut menghasilkan asam dengan mengubah senyawa rantai pendek hasil proses tahap hidrolisis menjadi asam-asam organik (asam asetat, propionat, laktat, formiat, butirat atau suksinat), alkohol dan keton (metanol, etanol, gliserol dan aseton), hidrogen (H2), dan karbon dioksida
c. tahap ketiga merupakan tahap pembentukan gas metana melalui proses metanogenesis. Pada tahapan ini bakteri metanogenik, seperti Methanococcus, Methanosarcina, Methanobacillus, dan Methanobacterium, merombak H2, CO2,dan asam asetat membentuk gas metana dan CO2
Untuk memperoleh efisiensi perombakan yang tinggi, maka kondisi optimum yang mendukung kehidupan mikroorganisme yang terlibat pada kedua proses dekomposisi tersebut perlu diperhatikan. Beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan dalam sistem perombakan antara lain: karakteristik bahan baku, rasio C/N, suhu, pH, Eh, ketersediaan unsur hara, dan efek racun.
2.3 Limbah Cair Kelapa Sawit
penting, di mana kebutuhan air untuk pengolahan setiap ton TBS diperkirakan sekitar 1-2 m3. Oleh karena itu, proses pengolahan kelapa sawit menjadi minyak kelapa sawit dan minyak inti sawit akan menghasilkan limbah cair dalam jumlah yang cukup besar, yaitu sekitar 0.5-0.6 m3 limbah cair setiap ton TBS yang diolah atau setara 2.5 m3 limbah cair setiap ton CPO yang diproduksi (Satyoso et al., 2005). Menurut Lee (2006), limbah cair pengolahan sawit dihasilkan dari tiga proses utama, yaitu air kondensat dari proses perebusan TBS (sterilizer condensate) (± 150-175 kg/ton TBS ~ 36 % total limbah cair), air pencucian dari proses klarifikasi (oil clarification) (± 350-450 kg/ton TBS ~ 60 % total limbah cair), serta air hidrosiklon dari pemisahan campuran kernel dengan cangkang (~ 4 % total limbah cair).
Limbah cair yang dihasilkan, atau dikenal dengan istilah POME (Palm Oil Mill Effluent), merupakan suspensi koloid yang terdiri dari 95-96 % air, 0.6-0.8 % minyak dan lemak, serta 4-5 % total padatan yang meliputi 2-4 % suspensi padatan yang berasal dari bahan serat berminyak dari buah kelapa sawit dan biji sawit. Limbah tersebut berwarna coklat pekat dan memiliki suhu keluaran 80-90 o
C, BOD sebesar 25000 mg/l, dan COD sebesar 50000 mg/l, serta pH cukup masam (pH 4.2-4.7) (Ibrahim et al., 2004; Lee, 2006).
2.4 Potensi Pemanfaatan Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Pupuk Organik
[image:37.612.126.523.367.514.2]Pupuk organik merupakan pupuk yang berbahan dasar bahan organik terlapuk atau terdekomposisi akibat aktivitas mikroorganisme yang bersifat multiguna, yaitu selain dapat menyediakan unsur bagi tanah dan memperbaiki sifat fisik tanah, juga dapat meminimalkan pencemaran lingkungan. Berdasarkan hasil analisis kimia yang diperoleh dalam limbah cair sebelum dan sesudah pengolahan secara biologis (Tabel 2), diketahui bahwa limbah cair pengolahan kelapa sawit yang dihasilkan tidak saja mengandung senyawa organik yang cukup tinggi, seperti asam lemak dan asam amino, namun juga mengandung senyawa anorganik, seperti N, P, K, Ca, dan Mg sebagai hara makro, serta Fe, Mn, Cu, dan Zn sebagai hara mikro yang sangat dibutuhkan tanaman kelapa sawit untuk meningkatkan pertumbuhan dan produksi buah sawit.
Tabel 2. Komponen Kimia Limbah Cair Pengolahan Sawit Sebelum dan Setelah Pengolahan Biologis
Pengolahan WR (hari)
BOD N P K Mg
--- (mg/l) --- POME awal - 25000 500-900 90-140 1000-1975 250-340
Kolam
pengasaman 5 25000 500-900 90-140 1000-1975 250-340 Kolam anaerobik
primer 75 3500-5000 675 90-110 1000-1850 250-320 Kolam anaerobik
sekunder 35 2000-3500 450 62-85 875-1250 160-215 Kolam aerobik 15-21 100-200 80 5-15 420-670 25-55 Kolam
pengendapan 2 100-150 40-70 3-15 330-650 17-40
Sumber: Satyoso et al. (2005)
Hasil yang cukup signifikan terhadap pengaruh aplikasi limbah cair tersebut dapat disebabkan oleh adanya peningkatan ketersediaan beberapa hara essensial yang dibutuhkan tanaman dalam limbah cair terolah yang dihasilkan, maupun karena cukup tingginya kandungan senyawa humat di dalamnya, seperti asam humat dan asam fulvat. Dan dalam pengaplikasiannya di lapang, senyawa humat bertanggung jawab atas sejumlah aktivitas kimia dalam tanah dan dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman, baik pengaruhnya terhadap perbaikan sifat-sifat tanah sebagai media tumbuh dan berkembangnya tanaman, juga pengaruhnya terhadap metabolisme dan sejumlah proses fisiologi lainnya.
Kondisi ini menunjukkan bahwa limbah cair terolah berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai pupuk organik cair sehingga dapat menyeimbangkan atau mengurangi penggunaan pupuk anorganik. Disebutkan pula bahwa pemanfaatan pupuk organik terutama dalam bentuk cair, memiliki beberapa keuntungan, di antaranya lebih efektif dan efisien dalam mengatasi defisiensi hara dan kendala pencucian hara, serta penguapan hara terhadap suhu tinggi karena adanya bahan pengikat.
2.5 Potensi Pemanfaatan Limbah Cair Kelapa Sawit Sebagai Biogas
Yeoh (2004) mengemukakan bahwa limbah cair pengolahan sawit dapat didekomposisikan secara biologik dengan memanfaatkan mikroorganisme aerobik, anaerobik, maupun fakultatif. Akan tetapi pengolahan limbah organik cair dengan beban BOD dan COD yang tinggi, serta dalam kapasitas sangat besar akan lebih efektif apabila dirombak secara anaerobik. Secara umum Herlambang (2002) menyebutkan beberapa keunggulan dekomposisi secara anaerobik, yaitu: 1. pada kondisi anaerobik, CO2 yang ada dapat segera digunakan sebagai
penerima elektron, dan tidak membutuhkan O2 (di mana penggunaan O2 pada perombakan limbah dengan beban tinggi menambah biaya yang cukup besar) 2. dihasilkannya lebih sedikit lumpur (2-30 kali lebih sedikit dari dekomposisi
aerobik)
3. pada kondisi aerobik, 50 % dari kandungan C organik substrat diubah menjadi biomassa mikroorganisme, sedangkan pada kondisi anaerobik hanya 5 % 4. sistem anaerobik dapat merombak senyawa xenobiotik dan senyawa alami
5. sebagian besar energi yang dihasilkan dari pemecahan substrat ditemukan dalam hasil akhir yang berupa gas metana
Pengolahan limbah cair pada kondisi anaerobik selain akan mengurangi beban cemaran, juga akan menghasilkan biogas. Biogas merupakan salah satu jenis energi terbarukan yang dapat dihasilkan dari senyawa organik melalui proses dekomposisi anaerobik akibat aktivitas mikroorganisme anaerobik yang bekerja optimum pada kondisi tanpa udara atau oksigen. Biogas yang dihasilkan selain terdiri dari gas metana dan karbon dioksida, juga mengandung gas lain seperti karbon monoksida, hidrogen, nitrogen, oksigen, dan hidrogen sulfida, di mana komposisi gas-gas tersebut dipengaruhi oleh bahan baku atau substrat yang masuk ke dalam digester (Suriawiria, 2005).
Gas metana merupakan gas yang mendominasi kandungan biogas, bersifat tidak berwarna, tidak berbau, dan mudah terbakar. Gas tersebut dihasilkan oleh bakteri metanogen yang bersifat anaerobik selama perombakan bahan organik. Gas metana yang terdapat dalam biogas, seperti halnya gas alam, dapat digunakan untuk berbagai keperluan, misalnya sebagai bahan bakar keperluan rumah tangga (terutama untuk memasak dan lampu penerangan), juga untuk menjalankan generator sebagai penghasil listrik dan penggerak motor bakar.
III. METODOLOGI
Penelitian ini terdiri dari dua tahapan utama, yaitu:
1. Penelitian I, bertujuan untuk memperoleh pupuk organik cair dari limbah cair kelapa sawit yang didekomposisikan secara anaerobik murni dalam biodigester sederhana dan pupuk organik cair dari limbah kelapa sawit yang didekomposisikan secara anaerobik dalam biodigester sederhana yang kemudian diaerasikan, sekaligus untuk memproduksi biogas dan mengetahui potensinya sebagai bahan bakar.
2. Penelitian II, bertujuan untuk mengaplikasikan pupuk organik cair yang dihasilkan pada penelitian pertama, pupuk organik cair limbah cair kelapa sawit dari anaerobic pond dan aerobic pond pada Open Ponding Systems, serta dua pupuk organik cair yang beredar di pasaran sebagai pembanding pada tanaman sayuran (kangkung dan caisin) dalam polibag.
3.1 Penelitian I:
Produksi Pupuk Organik Cair dan Biogas dari Pemanfaatan Limbah Cair Pengolahan Kelapa Sawit secara Anaerobik dalam Biodigester Sederhana
3.1.1 Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilakukan di tempat pengambilan bahan baku limbah cair pengolahan sawit, PMKS-UKUI 2, Riau (PT. ASIAN AGRI), sedangkan analisis karakteristik limbah cair dan kandungan gas metana dalam biogas dilakukan di Laboratorium Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, IPB. Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Juli - Desember 2008.
3.1.2 Bahan dan Alat
3.1.3 Metode Penelitian
Untuk mendapatkan biogas dan pupuk organik cair yang berasal dari limbah cair yang didekomposisikan secara anaerobik menggunakan biodigester sederhana perlu dilakukan beberapa tahapan proses, yaitu:
1. Perancangan, pembuatan dan pengisian biodigester sederhana
Komponen utama biodigester sederhana yang dirancang meliputi:
a. inlet yang berfungsi sebagai jalan masuk bagi bahan baru yang akan diproses menjadi biogas, dan outlet yang berfungsi sebagai jalan keluar untuk bahan yang telah diproses
b. digester yang berfungsi sebagai tempat pencernaan substrat oleh bakteri anaerobik dan kemudian diubah menjadi biogas
c. pipa penyaluran gas yang berfungsi untuk menyalurkan gas dari digester ke tempat penyimpanan gas
d. penampung gas yang berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan gas yang dihasilkan dari digester sebelum digunakan sebagai sumber energi
Tahap selanjutnya adalah tahap pembibitan sebagai starter awal proses digesti. Limbah cair segar yang ditambahkan dalam digester umumnya memiliki kisaran pH 4.0-4.5 dengan suhu 42-47 oC. Karena bahan baku yang digunakan untuk menghasilkan biogas tersebut mengandung sedikit atau bahkan tidak mengandung bakteri metanogenik, maka perlu dilakukan pembibitan sebelum digester diaktifkan dengan menambahkan limbah yang berasal dari acid pond. Perbandingan awal substrat yang diisikan dalam digester adalah ± 4.2 m3 volume limbah yang berasal dari acid pond dan ± 2.8 m3 volume raw material.
Secara skematis pembuatan biodigester sederhana disajikan pada gambar berikut:
Kemudian sebagian effluent biodigester yang diperoleh diaerasikan menggunakan aerator untuk mensuplai oksigen ke dalam limbah tersebut untuk mendapatkan pupuk organik cair effluent biodigester yang diaerasikan.
2. Pengamatan lapang dan analisis laboratorium
[image:45.612.128.471.259.586.2]Pengamatan yang dilakukan terhadap limbah cair yang terdigesti dan biogas yang dihasilkan secara periodik meliputi: suhu, pH, volume gas yang dihasilkan, serta uji kesetaraan energi sebagai bahan bakar. Adapun metode analisis laboratorium yang dilakukan disajikan pada Tabel 3 berikut:
Tabel 3. Metode Analisis Parameter Pengamatan
Parameter Metode Analisis
Sifat Kimia
pH pH meter
C organik Walkley and Black N total Kjeldahl
P, S total Spectrophotometer
K, Na Flamephotometer
Ca, Mg, Hara mikro AAS (Atomic Absorption Spectrophotometer)
BOD BOD meter
COD Titrasi CH4 GC (Gas Chromatography)
EC EC meter
Eh Eh meter
Senyawa humat Ekstraksi dengan NaOH 0.5 N dan HCl 0.5 N Gugus fungsional* FTIR (Fourier Transform Infra Red)
Sifat Fisik
Suhu Thermometer Kadar air Gravimetrik
Total padatan Gravimetrik Volume biogas Volumetrik
Kesetaraan energi Uji bahan bakar (mendidihkan air)
Sifat Biologi
Koloni bakteri Cawan tuang Koloni selulolitik Cawan tuang
Koloni metanogen Kesetaraan % CH4 yang dihasilkan
Ket : (*) Gugus fungsional pada padatan limbah cair segar dan limbah cair terdigesti
Beberapa metode analisis diambil dari Alaerts dan Santika (1987); Anas (1989); Juo (1985); Stevenson (1994)
Tabel 4. Karakteristik Limbah Cair Pengolahan Sawit Awal
Parameter Umum Limbah Cair Pengolahan Sawit
Kandungan Unsur lainnya
pH 4.43 Fosfor (ppm) 148.35
Minyak dan lemak (mg/l) 6890 Kalium (ppm) 1625.00
BOD (mg/l) 4000 Kalsium (ppm) 467.51
COD (mg/l) 31634 Magnesium (ppm) 485.41 Nitrogen total (mg/l) 6000 Belerang (ppm) 34.95 C organik (mg/l) 12500 Besi (ppm) 31.32 Total padatan (%) 5.21 Mangan (ppm) 1.59
Suhu (oC) 45 Tembaga (ppm) 0.25
Zinc (ppm) 5.11
Boron (ppm) 25.57 Natrium (ppm) 150.11
3.2 Penelitian II:
Aplikasi Pupuk Organik Cair dari Pemanfaatan Limbah Cair Pengolahan Kelapa Sawit pada Pertanaman Kangkung (Ipomoea reptans)
dan Caisin (Brassica parachinensis)
3.2.1 Tempat dan Waktu
Penelitian kedua ini dilaksanakan di Rumah Kasa Laboratorium Pengembangan Sumberdaya Fisik Lahan, sedangkan analisis hara tanah dan jaringan tanaman dilakukan di Laboratorium Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, IPB. Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Januari - Mei 2009.
3.2.2 Bahan dan Alat
Bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah pupuk organik cair yang dihasilkan dari penelitian pertama (effluent biodigester dan effluent biodigester yang diaerasikan), pupuk organik cair dari limbah cair kelapa sawit yang diambil dari anaerobic pond dan aerobic pond PMKS-UKUI 2, serta dua pupuk organik cair yang beredar di pasaran, tanah sebagai media tanam, benih kangkung dan caisin, pupuk majemuk Phonska dan ZA, serta bahan-bahan kimia yang digunakan untuk analisis tanah dan jaringan tanaman.
3.2.3 Metode Penelitian
tanaman yang cukup responsif terhadap pemupukan, serta memiliki kandungan gizi tinggi. Aplikasi pupuk organik cair pada kedua jenis tanaman ini dalam polibag terdiri dari beberapa tahapan proses, yaitu:
1. Persiapan tanam dan pelaksanaan aplikasi pupuk organik cair
Pada tahap awal dilakukan persiapan media tanam berupa tanah sebanyak 2 kg BKM/polibag. Tanah yang digunakan diberi pupuk dasar Phonska sebanyak 1 gram/polibag yang kemudian diinkubasi selama satu minggu. Pada masing-masing pertanaman diberikan tujuh benih kangkung per polibag dan lima benih caisin per polibag. Selanjutnya pertanaman sayuran dilakukan di rumah kasa yang bertujuan untuk mengurangi pengaruh tapisan hujan secara langsung, juga agar pertanaman memiliki kelembaban yang cukup tinggi dengan intensitas cahaya yang cukup.
Gambar 3a. Pengolahan Limbah Cair secara Open Ponding System
Gambar 3b. Sketsa Sistem Pengolahan Limbah Cair Kolam Terbuka pada Anaerobic dan Aerobic Pond
(Ket: (*) endapan lumpur kolam anaerobik ± 1/4 volume total dan kolam
aerobik ± 1/10 volume total)
limbah cair Kolam II
(Acidic Pond) (± 12000 m3)
Kolam I (Cooling Pond)
(± 12000 m3)
Kolam IV (Anaerobic Pond)
(± 35000 m3)
Kolam III (Acidic Pond)
(± 12000 m3)
Kolam V (Anaerobic Pond)
(± 35000 m3)
Kolam VI (Secondary Pond)
(± 22000 m3)
Kolam VII (Aerobic Pond)
(± 14000 m3)
Kolam VIII (Sedimentary
Pond) (± 1700 m3)
endapan lumpur* kedalaman
kolam
[image:49.612.127.499.438.647.2]
Gambar 3c. Sketsa Sistem Pengolahan Limbah Cair Biodigester
Dosis yang diberikan untuk masing-masing pupuk organik cair yang digunakan adalah l26 m3/ha (Sutarta et al., 2003) dengan pengenceran 100 kali, sedangkan dosis yang digunakan untuk pupuk anorganik terdiri dari tiga taraf, yaitu: 0 %, 50 % dan 100 % dari dosis penuh ZA yang diberikan, yaitu 2 gram/polibag (~ 200 ppm N). Pemberian pupuk organik cair dan pupuk anorganik dosis penuh (100 %) dilakukan sebanyak dua kali, yaitu masing-masing 63 ml dan 1 gram ZA pada awal pertanaman dan dua minggu setelah tanam (2 MST).
Berdasarkan hasil analisis awal, karakteristik pupuk organik cair dari limbah cair kelapa sawit yang diambil dari anaerobic pond dan aerobic pond PMKS-UKUI 2 (Lampiran 1), serta dua pupuk organik cair yang beredar di pasaran (diberi simbol pupuk cair A dan B) disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5. Karakteristik Cairan Pupuk Organik Cair yang Digunakan
Parameter Limbah Cair
Anaerobic Pond
Limbah Cair
Aerobic Pond Pupuk Cair A Pupuk Cair B
TS (%) 1.25 0.40 0.20 0.19
C org (%) 0.73 0.28 0.88 0.09
N tot (%) 0.12 0.09 0.22 0.04
P (ppm) 379.12 236.26 164.84 538.46
K (ppm) 601.20 350.70 1503.01 100.20
Ca (ppm) 40.85 27.15 13.23 28.94
Mg (ppm) 159.44 293.97 141.50 157.95
S (ppm) 5.83 15.05 10.68 6.80
Fe (ppm) 5.85 3.00 10.86 2.50
Cu (ppm) 0.20 0.25 1.23 0.15
Zn (ppm) 3.62 2.98 4.86 2.53
Mn (ppm) 0.35 0.40 1.79 0.15
Na (ppm) 140.10 105.07 395.28 70.05
EC (mS) 6.90 3.30 9.40 1.80
pH 8.72 8.77 7.92 7.70
Perawatan dan pengamatan terhadap pertanaman dilakukan secara periodik. Parameter tanaman yang diamati secara periodik adalah tinggi tanaman,
biogas
limbah cair 0.96 m
dan di akhir pemanenan dilakukan pengukuran bobot basah dan bobot kering tanaman. Analisis tanah dan jaringan tanaman yang dilakukan meliputi kandungan hara makro dan mikro. Masa panen tanaman kangkung dan caisin berkisar antara 30-35 hari setelah tanam.
2. Rancangan percobaan dan analisis data
Percobaan penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) Faktorial. Faktor pertama adalah pupuk organik yang terdiri dari tujuh jenis pupuk organik cair dan faktor kedua adalah pupuk anorganik yang terdiri dari tiga taraf, sehingga terdapat 21 perlakuan kombinasi dan pada masing-masing perlakuan dilakukan 4 ulangan.
Model linier analisis data : yijk =μ+αi+βj +(α*β)ij +εijk
dimana : yijk = Respon perlakuan I ke-i, perlakuan II ke-j dan ulangan ke-k μ = Nilai tengah perlakuan
i
α = Pengaruh perlakuan pupuk organik ke-i βj = Pengaruh perlakuan pupuk anorganik ke-j
ijk
ε = Galat perlakuan I ke-i, perlakuan II ke-j dan ulangan ke-k
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Penelitian I:
Produksi Pupuk Organik Cair dan Biogas dari Pemanfaatan Limbah Cair Pengolahan Kelapa Sawit secara Anaerobik dalam Biodigester Sederhana
4.1.1 Karakteristik Effluent Biodigester Sederhana
[image:51.612.128.366.280.536.2]Karakteristik limbah cair pengolahan sawit yang telah didekomposisikan secara anaerobik dengan biodigester sederhana maupun effluent biodigester yang diaerasikan untuk digunakan sebagai pupuk organik cair disajikan dalam Tabel 6. Tabel 6. Karakteristik Cairan Effluent Biodigester Sederhana
Parameter Effluent Effluent Aerasi
TS (%) 0.74 1.08
COD (mg/l) 5952 4224
BOD (mg/l) 500 100
C org (%) 0.92 0.67
N tot (%) 0.49 0.89
NH4+ (mg/l) 38.80 2.00
NO3- (mg/l) 436.40 179.80
P (ppm) 604.58 412.09
K (ppm) 676.35 1002.00
Ca (ppm) 470.00 240.89
Mg (ppm) 318.88 383.66
S (ppm) 12.62 79.61
Fe (ppm) 13.46 3.90
Cu (ppm) 0.20 0.15
Zn (ppm) 0.79 3.37
Mn (ppm) 1.10 0.45
Na (ppm) 142.60 185.13
EC (103 µS) 4.20 5.40
pH 8.78 9.21
dibandingkan dengan effluent biodigester yang diaerasikan maupun limbah cair yang berasal dari anaerobic pond dan aerobic pond, serta dua contoh pupuk organik cair yang beredar di pasaran (Tabel 5). Dalam suatu sistem biodigesti yang bekerja dengan baik, karbon merupakan satu-satunya unsur yang hilang dalam jumlah besar, dan sebagian besar dari pemecahan substrat tersebut ditemukan dalam hasil akhir yang berupa gas metana. Sedangkan nitrogen, fosfor dan beberapa unsur lainnya akan tersisa dalam jumlah yang sama tetapi dalam konsentrasi yang lebih tinggi karena bahan lain sudah terdekomposisi, dan sebagian unsur ini dijumpai dalam bentuk garam-garam terlarut pada effluent yang dihasilkan. Berdasarkan hasil analisis pada cairan dan padatan effluent biodigester diketahui bahwa effluent yang dihasilkan dari penambahan limbah cair segar sebanyak 150 liter per harinya, mengandung unsur makro yaitu 735.11 g N, 91.65 g P, 180.75 g K, dan 54.71 g Mg; unsur mikro yaitu 2.88 g Fe, 0.04 g Cu, 0.22 g Zn, dan 0.28 g Mn. Selain itu dari analisis cairannya, effluent juga mengandung 5.8 g N-NH4+ dan 65.5 g N-NO3-.
Menurut Park (1994), effluent atau lumpur keluaran dari instalasi biodigester yang merupakan by product dari sistem dekomposisi anaerobik yang bebas patogen dan memiliki kandungan hara yang cukup tinggi dapat digunakan sebagai pupuk organik untuk menjaga kesuburan tanah dan meningkatkan produksi tanaman, baik dalam bentuk padatan, cairan maupun total effluent yang dihasilkan. Oleh karena itu, limbah cair pengolahan sawit terdigesti tersebut dapat dimanfaatkan sebagai pupuk organik cair bagi tanaman. Akan tetapi karena EC yang dimiliki tergolong tinggi, maka limbah tersebut dapat diaplikasikan langsung ke tanah, namun harus diencerkan lebih kurang sebanyak 10-100 kali terlebih dahulu apabila diaplikasikan sebagai pupuk daun.
Selain tingginya kandungan hara, berdasarkan hasil ekstraksi senyawa humat di dalam pupuk organik cair yang dihasilkan, diketahui bahwa kandungan garam-garam humat tertinggi hingga terendah dijumpai pada limbah cair yang berasal dari anaerobic pond (0.84 g/100 ml) > effluent biodigester yang diaerasikan (0.71 g/100 ml) > effluent biodigester (0.49 g/100 ml) > limbah cair yang berasal dari aerobic pond (0.13 g/100 ml).
4.1.2 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Dekomposisi Anaerobik dan Terbentuknya Biogas
Dekomposisi limbah cair pengolahan sawit secara anaerobik menggunakan digester, selain menghasilkan effluent yang dapat digunakan sebagai pupuk organik cair, juga memproduksi biogas. Agar diperoleh efisiensi perombakan yang tinggi, terutama terhadap kondisi lingkungan dalam digester yang optimum untuk mendukung kehidupan bakteri anaerobik yang terlibat dalam pembentukan biogas, terdapat beberapa faktor yang perlu diperhatikan selama dekomposisi berlangsung, di antaranya:
1. Karakteristik substrat yang digunakan dalam digester merupakan salah satu faktor penting yang perlu diperhatikan karena dapat mempengaruhi kualitas effluent yang dihasilkan maupun terhadap proses pembentukan gas metana, serta komposisi perbandingan gas-gas bio yang dihasilkan.
Keberadaan hara makro maupun mikro yang cukup tinggi di substrat sangat penting bagi pertumbuhan dan aktivitas mikroorganisme yang terlibat dalam proses dekomposisi. Hal ini dikarenakan mikroorganisme tersebut membutuhkan cukup nutrisi, di antaranya C sebagai sumber energi dan N, P, Ca, Mg, Mn, Na dan Co untuk membangun struktur sel. Udiharto (1982) dalam Amaru (2004) menyebutkan bahwa bakteri penghasil metana menggunakan karbon 30 kali lebih cepat daripada nitrogen. Kandungan nutrisi yang tersedia dalam substrat setidaknya harus lebih dari konsentrasi optimum yang dibutuhkan oleh mikroorganisme agar pertumbuhan dan aktivitasnya tidak terhambat.
tersebut. Gas metana dapat diproduksi pada tiga selang suhu sesuai dengan bakteri yang berperan, yaitu bakteri psychrofilik pada selang 0-7 oC, bakteri mesofilik pada selang 13-40 oC, serta bakteri termofilik pada selang 50-60 oC. Berdasarkan hasil penelitian, diketahui bahwa bakteri yang berperan dalam perombakan limbah cair didominasi oleh golongan bakteri mesofilik, serta sebagian kecil bakteri termofilik. Bakteri mesofilik relatif toleran dan stabil dalam memproduksi gas metana pada peningkatan suhu dari 37 hingga 43 oC, sedangkan bakteri termofilik pada penurunan suhu dari 55 hingga 43 oC. Choorit dan Wisarnwan (2007) menyebutkan bahwa kedua jenis bakteri tersebut sesuai untuk mendegradasi limbah cair pengolahan sawit yang memiliki suhu keluaran yang relatif tinggi, di mana tingkat reaksi termofilik lebih besar daripada reaksi mesofilik, sehingga gas yang dihasilkan pada suhu ini dapat dua kali lebih banyak dibandingkan pada suhu mesofilik.
Gambar 4. Grafik Fluktuasi Suhu Digester
Lebih lanjut dijelaskan bahwa panas sangat penting untuk meningkatkan suhu bahan yang masuk ke dalam digester dan untuk mengganti kehilangan panas dari permukaan digester. Oleh karena itu, perubahan suhu sangat mempengaruhi proses biometananisasi dan sangat penting artinya untuk menjaga kestabilan suhu selama proses digesti agar gas metana yang dihasilkan juga stabil.
29 30 31 32 33 34 35 36
3. pH dan Eh merupakan faktor lain yang mempengaruhi aktivitas bakteri yang terlibat dalam perombakan limbah organik, karena pertumbuhan dan aktivitas bakteri cukup sensitif terhadap perubahan pH. pH optimum bagi pertumbuhan dan aktivitas bakteri sekaligus dalam memproduksi gas metana berkisar antara 7.0-7.2, meskipun produksi gas masih terpenuhi pada selang pH 6.6-7.6. Pada awal dekomposisi, produksi asam organik selama proses fermentasi dan acidogenesis dapat menurunkan pH hingga 5.0, dan mulai berangsur-angsur meningkat pada saat proses metanogenesis. Penurunan pH di bawah 6.6 dapat menghambat aktivitas bakteri metanogen dalam memproduksi gas metana, dan akan menjadi lebih toksik bagi bakteri jika pH di bawah 5.0. Dalam hal ini penambahan kapur sangat diperlukan.
Gambar 5. Grafik Fluktuasi pH Digester
Sedangkan Eh lebih menunjukkan terminologi yang digunakan untuk menunjukkan keseimbangan proses reduksi-oksidasi. Reaksi-reaksi dengan potensial redoks yang lebih tinggi menghasilkan energi yang lebih banyak daripada reaksi-reaksi dengan potensial redoks lebih rendah. Aktivitas mikroorganisme juga lebih tinggi pada kondisi pH mendekati netral dan Eh tinggi. Pada kondisi anerobik, tingginya bahan organik, rendahnya nitrat tersedia, dan suhu reaksi yang berkisar antara 30-35 oC merupakan kondisi yang mendukung terjadinya penurunan Eh yang cukup signifikan. Bakteri metanogen bekerja optimal dalam mentransformasi bahan organik menjadi 0,00
2,00 4,00 6,00 8,00 10,00
metana pada tingkat potensial redoks yang rendah (hingga selang Eh mencapai -200 mV) (Vance, 2007).
4. Faktor selanjutnya adalah jumlah total padatan terdigesti yang menunjukkan jumlah bahan organik yang telah terdekomposisi dan secara tidak langsung menunjukkan potensi biogas yang diproduksi. Persentase penurunan total padatan diperoleh dari selisih total padatan dalam limbah cair awal dengan limbah cair terdigesti pada pemanasan 60 oC selama 2x24 jam. Rata-rata penurunan total padatan selama proses digesti mencapai 73.9 %, di mana nilai ini berada dalam kisaran dekomposisi bahan organik yang normal, yaitu 30-80 %. Sahirman (1994) juga mendapatkan selama dekomposisi penurunan total padatan dan total padatan tersuspensi mencapai 86.5 % dan 96.5 %, serta persentase kadar minyak ± 98 %. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin besar persentase penurunan total padatan terdigesti, maka semakin tinggi pula biogas yang dihasilkan.
Gambar 6. Grafik Persentase Penurunan Total Padatan
5. Pada kondisi lingkungan minim atau tanpa oksigen, pertumbuhan mikroorganisme anaerobik yang membantu proses fermentasi selama proses dekomposisi akan meningkat, sedangkan mikroorganisme perombak sejumlah biomassa dalam proses biologis secara aerobik menjadi terbatas. Bakteri metanogenik merupakan bakteri anaerobik obligat yang terlibat dalam proses metanogenesis dan mengubah substrat asam asetat hasil dari proses
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
sebelumnya (fermentasi dan asetogenesis) menjadi gas metana. Dekomposisi bahan organik polimer dalam kondisi anaerobik melibatkan aktivitas enzim ekstraseluler (amilase, selulase, lipase dan protease) yang dikeluarkan oleh mikroorganisme anaerobik.
Gambar 7. Grafik Fluktuasi Bakteri Metanogen (≈ % CH4) 4.1.3 Produksi Biogas
Secara garis besar mekanisme pembentukan biogas melalui tiga tahapan proses penting, yaitu tahap pemecahan polimer melalui hidrolisis dan fermentasi, tahap produksi asam melalui asetogenesis dan dehidrogenasi, serta tahap pembentukan gas metana melalui proses metanogenesis. Biogas yang dihasilkan umumnya didominasi gas metana dan karbon dioksida. Proses pembentukan gas metana memerlukan sejumlah koenzim yang terdapat pada bakteri metanogenik. Reaksi-reaksi pembentukan metana yaitu:
a. CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O
b. 4HCOOH → CH4 + 3CO2 + 2H2O c. CH3COOH → CH4 + CO2
d. 2CH3CH2OH → 3CH4 + CO2
Berdasarkan hasil penelitian, rata-rata volume biogas yang dihasilkan dari biodigester sederhana dengan kapasitas substrat ± 7.0 m3 (penambahan limbah cair segar 100-150 l/harinya) pada tekanan 0.3-1 cm tinggi kolom air selama dua minggu mencapai 13.4 m3 (dengan kisaran produksi biogas 195-1410 l/hari). Biogas yang diproduksi tersebut memiliki persentase kandungan metana sekitar
‐5 0 5 10 15 20 25
50.45-83.72 %. Selain gas metana, biogas tersebut diduga juga mengandung gas lain seperti CO2, H2S, serta uap air. Kandungan air tersebut berasal dari air yang terdapat dalam limbah cair yang menguap karena pengaruh fluktuasi suhu selama proses digesti dan bercampur dengan gas metan yang dihasilkan.
Gambar 8. Grafik Produksi Biogas Selama 2 Minggu
Komposisi metana dan karbon dioksida, serta kandungan air di dalam gas dapat mempengaruhi nilai kalor biogas. Biogas yang mengandung banyak uap air dan karbon dioksida akan memiliki nilai kalor dan daya bakar yang rendah. Berdasarkan persentase gas metana di dalamnya, biogas yang dihasilkan dalam penelitian ini memiliki nilai kalor bersih antara 16.65-27.63 kJ/dm3, di mana nilai ini masih termasuk dalam kisaran normal biogas yang memiliki 60-70 % metana dan 30-40 % karbon dioksida, dengan nilai kalor bersih antara 20-26 kJ/dm3. Potensi energi yang dihasilkan dari perombakan ± 495 m3 limbah cair yang dihasilkan dari pengolahan sawit per harinya secara anerobik adalah sebesar 1619-6476 MWh.
Berdasarkan uji nyala api dan daya bakar biogas yang dihasilkan, pada awal proses dekomposisi, volume gas yang dihasilkan belum stabil, gas yang dihasilkan belum bisa dibakar dan nyala api berwarna merah, serta menimbulkan bau menyengat yang diduga merupakan gas H2S. Namun setelah 26 hari pertama, seiring dengan peningkatan kandungan metana dalam biogas, produksi gas mulai stabil dan gas yang dibakar sudah menghasilkan api berwarna biru. Dari volume
0 2 4 6 8 10 12 14 16
maksimum biogas yang diperoleh selama penelitian, diketahui bahwa biogas dapat digunakan untuk memasak air sebanyak 14 l selama 2 jam dengan tekanan papan pemberat 504.37 N/m2, di mana nilai ini setara dengan 3/4 l minyak tanah yang dijadikan pembanding bahan bakar.
Dalam sistem pembuatan biogas yang memanfaatkan pemanas alami berupa sinar matahari, sering dijumpai kesulitan untuk mengetahui produksi biogas pada suhu yang tetap. Hal ini dibuktikan bahwa pada siang hingga sore hari, di mana suhu digester cukup tinggi, menunjukkan produksi gas yang tinggi pula dibandingkan produksi gas pada malam hingga pagi hari yang lebih rendah. Oleh karena itu, produksi gas tidak konstan setiap harinya.
4.2 Penelitian II:
Aplikasi Pupuk Organik Cair dari Pemanfaatan Limbah Cair Pengolahan Kelapa Sawit pada Pertanaman Kangkung (Ipomoea reptans)
dan Caisin (Brassica parachinensis)
4.2.1 Pengaruh Aplikasi Pupuk Organik Cair pada Tanaman Kangkung dan Caisin
Aplikasi limbah cair pengolahan sawit terdekomposisi ke areal pertanaman kelapa sawit melalui land application, terutama pada tanaman menghasilkan (TM), telah dilakukan guna mengurangi biaya pengolahan limbah cair maupun untuk mengurangi penggunaan pupuk anorganik. Pada penelitian ini, aplikasi pupuk organik cair yang dihasilkan dari proses dekomposisi anaerobik maupun aerobik pada penelitian pertama diberikan pada dua jenis tanaman sayuran (kangkung dan caisin) untuk melihat pengaruhnya terhadap tinggi dan bobot tanaman, serta terhadap serapan hara tanaman dan kandungan hara di dalam tanah. Selanjutnya pengaruh kedua pupuk organik cair ini dibandingkan dengan empat jenis pupuk lainnya, yaitu pupuk organik cair dari limbah cair kelapa sawit yang diambil dari anaerobic pond dan aerobic pond PMKS-UKUI 2, serta dua pupuk organik cair yang beredar di pasaran.
tanaman. Oleh karena itu sebelum diaplikasikan pada tanaman, pupuk organik cair yang digunakan perlu diencerkan 100 kali.
Berdasarkan analisis sidik ragam, pemberian pupuk anorganik dengan 3 taraf tidak berpengaruh nyata terhadap tinggi dan bobot tanaman, sedangkan pemberian pupuk organik dan interaksi kedua pupuk tersebut berpengaruh nyata terhadap tinggi dan bobot tanaman. Pengaruh aplikasi pupuk anorganik maupun pupuk organik cair pada tanaman kangkung dan caisin terhadap tinggi dan bobot tanaman disajikan pada Tabel 7, 8 dan 9.
Tabel 7. Pengaruh Pupuk Organik Cair terhadap Tinggi dan Bobot Tanaman Kangkung dan Caisin pada Taraf Pemberian Pupuk Anorganik 0 %
Perlakuan
Kangkung Caisin Tinggi Bobot
Basah
Bobot
Kering Tinggi
Bobot Basah
Bobot Kering … cm … … ... … gram … … … … cm … … ... … gram … … … O0 25.13 a 4.44 a 0.28 a 20.13 abc 8.92 ab 0.44 ab O1 30.98 bcd 5.97 abc 0.37 ab 21.30 bc 10.10 ab 0.52 abc O2 31.23 bcd 6.39 abcd 0.60 abc 20.10 abc 10.19 ab 0.56 abcd O3 32.25 bcd 5.82 abc 0.39 ab 20.68 abc 10.35 ab 0.55 abcd O4 35.13 d 6.62 abcd 0.42 abc 20.68 abc 10.35 ab 0.46 ab O5 31.35 bcd 6.08 abc 0.39 ab 21.65 bc 9.54 ab 0.43 ab O6 31.15 bcd 7.49 bcd 0.52 abc 18.50 ab 7.64 a 0.23 a
Ket: O0 = tanpa pupuk organik, O1 = effluent biodigester; O2 = effluent biodigester yang diaerasikan; O3 = limbah anaerobic pond; O4 = limbah aerobic pond; O5 = pu
