ABSTRACT
PERFORMANCE AND UTILIZATION PROSPECT OF COMPOST BIOFILTER IN HYDROGEN SULPHIDE (H2S) REDUCTION ON
BIOGAS OF PALM OIL WASTEWATER
By
RELIGIA ISLAMAYANDA
The purposes of research are (1) finding out the compost biofilter’s performance
in reducing H2S of biogas from Palm Oil Mill Effluent (POME), (2) knowing the
elaboration prospect of utilization biogas with low level H2S and the impact on
environment. Research conducted by measures inlet and outlet H2S concentration
of two biofilters with different total weight of compost about 18 kg. Biofilter B
consists of two layers 13,5 kg compost in upper layer and support media in the
bottom. Result of the research showed that compost biofilter A able to reduce
H2S 86,74% in avarage with loading rate between 2 – 31,8 ml H2S/kg
compost.day and removal rate between 2 – 30,7 ml H2S/kg compost.day. Biofilter
B able to reduce H2S 98% in average with loading rate between 1,04 – 100,4 ml
H2S/kg compost.day and removal rate between 1 – 93,3 ml H2S/kg compost.day.
Biogas with high level H2S has limited utilize as fuel for cooking, LPG and
kerosene subtitution. Through utilization of biogas to subtitute LPG and kerosene
with low level H2S can be used as sources of electrical energy by using generator
set to subtitute premium and diecel oil. This system will save about Rp.8.160/m3 biogas and Rp.6.188/m3 biogas. It means that biogas with low level H2S can
increase economic value. The utilization of POME has potential to reduce Green
House Gas Emission about 0,218 ton CO2e/ton FFB.
Key words: biogas purification, H2S, and compost biofilter.
ABSTRAK
KINERJA DAN PROSPEK IMPLEMENTASI BIOFILTER KOMPOS DALAM MEREDUKSI HIDROGEN SULFIDA (H2S) PADA BIOGAS AIR
LIMBAH KELAPA SAWIT
Oleh
RELIGIA ISLAMAYANDA
Penelitian bertujuan untuk (1) mengetahui kinerja biofilter kompos dalam
mereduksi H2S pada biogas dari air limbah kelapa sawit (ALPKS), (2) mengetahui
prospek perluasan pemanfaatan biogas rendah H2S dan pengaruhnya terhadap
lingkungan. Penelitian ini dilakukan dengan cara mengukur konsentrasi H2S
biogas inlet dan outlet dari kedua biofilter dengan perbedaan jumlah kompos yaitu
18 kg pada Biofilter A. Biofilter B terdiri atas dua lapisan dengan kompos
sebanyak 13 kg dibagian atas dan media pendukung pada bagian bawah. Hasil
penelitian menunjukkan biofilter kompos A mampu mereduksi H2S dengan
rata-rata 86,74%, besar laju pembebanan yaitu antara 2-31,8 ml H2S/kg kompos.hari
dengan removal yaitu antara 2-30,7 ml H2S/kg kompos.hari. Biofilter kompos B
mampu mereduksi H2S dengan rata-rata 98%, besar laju pembebanan antara
1,04-100,44 ml H2S/kg kompos.hari dengan removal antara 1-93,3 ml H2S/kg
kompos.hari. Biogas yang masih mengandung H2S pemanfaatannya terbatas
sebagai bahan bakar untuk memasak sebagai subtitusi elpiji dan minyak tanah.
sekitar Rp. 4.600/m3 biogas dan Rp. 6.200/m3 biogas. Biogas rendah H2S
selanjutnya dapat digunakan sebagai sumber energi listrik menggunakan generator
set (genset) mensubtitusi penggunaan bahan bakar premium dan solar. Sistem ini
juga dapat menghemat sekitar Rp. 8.160/m3 biogas dan Rp. 6.188/ m3 biogas. Hal ini berarti biogas rendah H2S dapat meningkatkan nilai ekonomi. Pemanfaatan
ALPKS juga berpotensi untuk mereduksi emisi gas rumah kaca sekitar 0,218 ton
CO2e/ton TBS
KINERJA DAN PROSPEK IMPLEMENTASI BIOFILTER KOMPOS DALAM MEREDUKSI HIDROGEN SULFIDA (H2S) PADA BIOGAS AIR
LIMBAH KELAPA SAWIT
(
Skripsi)
Oleh
RELIGIA ISLAMAYANDA
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS LAMPUNG
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Bandar Lampung, tanggal 18 Mei 1992,
merupakan anak kedua dari dua bersaudara, pasangan
Bapak Muhamad Yazid dan Ibu Leila Isnaini. Penulis
mengawali pendidikan formal di Taman Kanak-kanak
Taman Indriya Teluk Betung diselesaikan pada tahun
1998, Sekolah Dasar Negeri (SDN) 2 Palapa Tanjung
Karang Pusat, diselesaikan pada tahun 2004, Sekolah Menengah Pertama Negeri
(SMPN) 9 Bandar Lampung diselesaikan pada tahun 2007, dan Sekolah
Menengah Atas Negeri (SMAN) 3 Bandar Lampung diselesaikan pada tahun
2010. Pada tahun 2010, penulis terdaftar sebagai mahasiswi Jurusan Teknologi
Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung melalui jalur
Penelusuran Kemampuan Akademik dan Bakat (PKAB).
Penulis pernah menjadi asisten dosen mata kuliah Bahasa Inggris tahun ajaran
2012-2013 dan Pengelolaan Limbah Agroindustri tahun 2012-2013. Pada tahun
2013, penulis melaksanakan Praktik Umum di PT Indofood Sukses Makmur Tbk,
Divisi Bogasari Tanjung Priok Jakarta Utara dengan Judul “Mempelajari Proses
Pengawasan Mutu dan Proses Pengemasan Penggudangan Produk Pasta di PT
Indofood Sukses Makmur Tbk, Divisi Bogasari Tanjung Priok Jakarta Utara”.
Selama menjadi mahasiswa penulis aktif di organisasi kemahasiswaan pada
Himpunan Mahasiswa Jurusan Teknologi Hasil Pertanian dan ikut berperan aktif
ii
SANWACANA
Puji syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena atas rahmat dan
hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Aplikasi Biofilter
Kompos dalam Pemurnian Biogas dari Air Limbah Kelapa Sawit”. Dalam
kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang tulus kepada:
1. Bapak Dr. Eng. Ir. Udin Hasanudin, M.T. selaku ketua komisi pembimbing
atas segala bantuan, saran, arahan dan bimbingannya yang diberikan selama
menyusun skripsi penulis.
2. Bapak Dr. Erdi Suroso, S.T.P., M.T.A. selaku anggota komisi pembimbing
atas segala saran, semangat dan bimbingannya yang diberikan selama
menyusun skripsi penulis.
3. Ibu Ir. Otik Nawansih, M.P. selaku penguji utama yang telah banyak
memberikan kritik, saran dan bimbingan terhadap karya skripsi penulis.
4. Bapak Prof. Dr. Ir. Wan Abbas Zakaria, M.S. selaku Dekan Fakultas Pertanian
Universitas Lampung.
5. Ibu Ir. Susilawati, M.Si selaku Ketua Jurusan Teknologi Hasil Pertanain,
Fakultas Pertanian Universitas Lampung atas segala bantuan dan arahannya.
6. Ibu Ir. Sri Setyani, M.S. selaku pembimbing akademik yang telah memberikan
bimbingan dan saran selama Penulis menimba ilmu di Jurusan Teknologi
iii 7. Seluruh bapak dan ibu dosen THP serta seluruh karyawan yang telah sangat
membantu selama perkuliahan dan penelitian ini atas semua bimbingan dan
bantuannya.
8. Keluarga tercinta: ayah, ibu kakak serta mbak atas do’a, dukungan moril,
motivasi, serta kasih sayang yang tiada henti demi keberhasilanku.
9. Keluarga besar THP angkatan 2010: Febilian, Tia, Trio, Laili, Feni, Adit,
Ridwan, Okta, Merry, Susi, Nyoman, Sella serta kakak dan adik-adik
angkatan 2008, 2009, 2011, dan 2012 terima kasih atas kekelurgaan dan
nasehatnya selama ini.
10.Keluarga besar Laboratorium Pengelolaan Limbah Agroindustri THP FP
Unila: Febilian, Mbak yanti, Mas Joko, Kak Tia, Ivoni, Insyia, Kak Arafat,
Kak Egi, Ibu Sinta dan Mbak Amel atas dukungan, semangat dan nasehat
kepada penulis.
11.Keluarga besar LFS: Yulia Purba, Rya Putri Asih, Ana Diana atas dukungan,
do’a dan semangatnya.
Akhir kata, semoga Allah SWT membalas segala keikhlasannya, Jazakumullah
khairan katsiran dan penulis berharap skripsi ini dapat memberikan informasi
yang bermanfaat.
Bandar Lampung, Oktober 2014
v
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 28
4.1 Kadar H2S dan Laju Alir Biogas ... 28
4.2 Reduksi Kadar H2S Biogas menggunakan Biofilter Kompos ... 29
4.3 Performa Biofilter Kompos A dan Biofilter Kompos B ... 40
4.4 Peningkatan Nilai Ekonomi dari Biogas ... 41
4.5 Komposisi Biogas... 44
V. SIMPULAN DAN SARAN ... 45
5.1 Simpulan ... 45
5.2 Saran ... 45
DAFTAR PUSTAKA
vi DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
1. Karakteristik ALPKS secara umum ... 7
2. Baku mutu air limbah industri minyak kelapa sawit ... 8
3. Karakteristik bahan pengisi biofilter ... 14
4. Unsur-unsur yang terdapat pada biogas ... 18
5. Konversi energi biogas dan penggunaannya ... 19
6. Pemanfaatan biogas dan proses yang diperlukan ... 29
7. Bakteri pengoksidasi sulfur (sulfur oxidizing bacteria) ... 38
8. Performa Biofilter Kompos A dan B secara umum ... 39
9. Nilai kesetaraan 1 m3 biogas dan perbandingan nilai Ekonomi dari biogas sebelum dan sesudah dimurnikan ... 41
10. Subtitusi nilai yang diperoleh dengan menggunakan energi alternatif biogas ... 42
vii DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1. Diagram alir kerangka pemikiran... 6
2. Tahapan proses pembentukan gas metana ... 11
3. Kompos kotoran sapi yang digunakan sebagai bahan pengisi biofilter ... 23
4. Desain sederhana Biofilter Kompos A dan Biofilter Kompos B ... 24
5. Model gambar pelaksanaan penelitian ... 25
6. Grafik reduksi H2S menggunakan Biofilter Kompos A ... 30
7. Grafik reduksi H2S menggunakan Biofilter Kompos B ... 31
8. Hubungan antara loading rate dengan H2S removal menggunakan Biofilter Kompos A ... 32
9. Hubungan antara loading rate dengan H2S removal dengan menggunakan Biofilter Kompos B ... 33
10. Grafik hasil analisis quinone pada kompos sebelum uji filtrasi ... 37
11. Rangkaian alat bioreaktor dan biofilter kompos ... 55
12. Gastech set dan gastech kit ( skala 100-2000 ppm dan skala 2-20 ppm) ... 55
13. Pengukuran kadar H2S biogas outlet pada biofilter kompos A ... ... 56
viii DAFTAR ISTILAH
No. Kata Keterangan
1. FFB Fresh fruit bunch
2. POME Palm oil mill effluent
3. TBS Tandan buah segar
4. ALPKS Air limbah pabrik kelapa sawit
5. ChemicalOxygen Demand (COD)
Jumlah oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk mendegradasi bahan organik secara kimia
6. COD Removal Kemampuan mikroorganisme dalam
mendegradasi bahan organik per satuan waktu di dalam bioreaktor
7. PKS Pabrik kelapa sawit
8. LPG Liquid petrolium gas
9. POG Pupuk organik granul
10. Gastech Pompa pengukur kadar H2S
11. Gastech kit Tabung pengukur kadar H2S
1
I. PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Industri sawit merupakan salah satu agroindustri sangat potensial di Indonesia
dengan jumlah produksi pada tahun 2013 yaitu sebesar 27.746.125 ton dengan
luas lahan sebesar 10.010.824 Ha (Ditjen Perkebunan, 2014). Proses pengolahan
kelapa sawit menjadi CPO (Crude palm oil) menghasilkan limbah berupa limbah
padat maupun air limbah. Menurut Zulher (2012), dalam 1 ton tandan buah segar
(TBS) pabrik kelapa sawit menjadi CPO akan menghasilkan 0,6-0,9 m3 air limbah. Air limbah tersebut dapat dimanfaatkan sebagai biogas melalui
penerapan proses anaerobik. Menurut Haryati (2006) dalam Indraningtyas
(2013), gas metana (CH4) sebagai komponen utama biogas adalah gas tidak
berbau dan tidak berwarna yang apabila dibakar akan menghasilkan energi panas
1000 btu/ft3 atau 252 Kkal/0,028 m3 yang dapat dimanfaatkan sebagai bahan
bakar alternatif. Menurut Hermawan dkk. (2007), biogas dapat dimanfaatkan
sebagai bahan baku pembangkit listrik, pemanas ruangan, pemanas air, dan dapat
menggantikan gas alam terkompresi yang digunakan pada kendaraan.
Proses pemanfaatan biogas, saat ini belum optimal karena biogas yang dihasilkan
masih mengandung sejumlah zat pengotor, seperti uap air dan hidrogen sulfida
2
menimbulkan pencemaran lingkungan, dan bersifat korosif bagi peralatan.
Menurut Moenir dan Yuliasni (2011), sulfur merupakan senyawa alami yang
terkandung dalam minyak bumi ataupun gas, namun keberadaannya tidak
diinginkan karena dapat menyebabkan berbagai masalah antara lain korosi pada
peralatan proses, bau yang kurang sedap, produk samping pembakaran berupa gas
buang yang beracun yaitu sulfur dioksida yang dapat menimbulkan pencemaran
udara, serta hujan asam. Proses pemurnian biogas perlu dilakukan untuk
mengurangi kadar H2S dalam biogas.
Menurut Hasanudin dkk. (2012), telah banyak dilakukan proses pemurnian biogas
untuk menurunkan kandungan uap air dan H2S dengan berbagai metode antara
lain water scrubber, ferro sponge H2S scrubber, H2S absorption system, dan
sebagainya. Metode tersebut memiliki kelemahan yaitu menggunakan teknologi
yang relatif tinggi dan biaya yang mahal, sehingga menjadi kendala apabila
diterapkan pada industri skala kecil. Biofilter kompos yang mengandung
konsorsium mikroba merupakan salah satu teknologi pemurnian biogas yang
sederhana, relatif murah, namun handal dalam mereduksi kadar H2S biogas
melalui proses desulfurisasi. Menurut Wiratni (2013), purifikasi dilakukan untuk
memisahkan senyawa metana dari berbagai senyawa pengotor seperti
karbondioksida, uap air, dan hydrogen sulfida. Metana yang terkandung dalam
biogas hanya terkandung sekitar 50-60 % sementara sisanya adalah senyawa
pengotor. Gas pengotor itu tidak bisa terbakar dan menurunkan nilai kalor biogas,
bahkan bisa menimbulkan korosi sehingga harus dihilangkan terlebih dahulu
3
dalam tabung. Pemurnian biogas perlu dilakukan untuk memperluas lingkup
pemanfaatan biogas.
1.2Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini antara lain :
1. Mengetahui kinerja biofilter kompos dalam mereduksi H2S pada biogas dari air
limbah kelapa sawit.
2. Mengetahui prospek perluasan pemanfaatan biogas dengan kadar H2S yang
rendah dan pengaruhnya terhadap lingkungan.
1.3Kerangka Pemikiran
Proses pemanfaatan air limbah pabrik kelapa sawit (ALPKS) menjadi biogas telah
banyak dilakukan pada skala laboratorium hingga skala industri besar. Senyawa
yang terkandung pada biogas antara lain adalah gas metan (CH4), nitrogen,
karbondioksida, hidrogen sulfur, uap air dan senyawa-senyawa lain. Menurut
Ngan (2000) dalam Fatimah (2012) air limbah pabrik kelapa sawit memiliki nilai
COD yaitu sekitar 50.000 mg/l. Nilai COD tersebut menunjukkan bahwa ALPKS
memiliki kandungan organik tinggi yang berpotensi menghasilkan biogas dalam
jumlah yang besar. Hidrogen sulfida dan uap air pada biogas yang terbentuk dari
ALPKS merupakan salah satu bentuk zat pengotor, serta dapat mengakibatkan
korosi pada peralatan industri sehingga mempercepat terjadinya kerusakan
peralatan. Biogas dengan kadar H2S yang tinggi juga berakibat merusak
lingkungan dan dapat menimbulkan hujan asam karena terbentuknya SO2. Kadar
4
bakar generator listrik. Proses pemurnian biogas sangat diperlukan untuk
mengurangi kadar H2S pada biogas.
Proses pemurnian yang dapat dilakukan yaitu dengan metode fisik, kimia, maupun
biologis. Menurut Indraningtyas (2013) bahwa salah satu metode pemurnian
biogas secara biologis yaitu menggunakan biofilter kompos. Kompos yang
digunakan sebagai bahan pengisi biofilter merupakan kompos dengan jenis POG
(Pupuk Organik Granul) yang berbahan dasar kotoran sapi, yang diduga
mengandung konsorsium mikroba yang berpotensi untuk menurunkan kandungan
H2S dalam biogas. Menurut Indraningtyas (2013), bakteri pengoksidasi sulfur di
dalam kompos yang digunakan pada penelitian tersebut, dibuktikan dengan
analisis quinone pada kompos sebelum uji filtrasi. Quinone profile dapat
menunjukkan jumlah dan jenis mikroba di dalam bahan atau lingkungan. Hasil
analisis quinone profile menunjukkan bakteri pengoksidasi sulfur merupakan
bakteri yang dominan dalam kompos kotoran sapi.
Kandungan yang terdapat pada biofilter kompos yaitu konsorsium mikroba
pereduksi H2S melalui proses desulfurisasi secara biologis atau yang biasa disebut
dengan biodesulfurisasi. Proses biodesulfurisasi dilakukan untuk menghilangkan
sulfur dengan memanfaatkan metabolisme mikroorganisme tersebut. Salah satu
jenis bakeri yang dimanfaatkan sebagai pengoksidasi sulfur yaitu Thiobacillus sp
yang merupakan jenis bakteri kemoautotrof dimana energi dari bakteri tersebut
didapatkan dengan cara mengoksidasi sulfur dan menggunakan CO2 sebagai
5
biogas dari air limbah ITTARA (Industri Tapioka Rakyat) dengan loading rate
11.520 ml H2S/kg kompos.hari, biofilter kompos yang digunakan mampu
mereduksi kadar H2S hingga 98% (Indraningtyas, 2013).
Proses pemurnian biogas bertujuan agar didapatkan biogas yang lebih murni
dengan kadar H2S yang lebih sedikit dan kadar CH4 lebih meningkat sehingga
pada proses pemanfaatan energi biogas dari ALPKS akan lebih optimal sebagai
energi yang terbarukan. Pemurnian biogas juga akan memperluas pemanfaatan
biogas dalam kehidupan sehari hari dan akan meningkatkan nilai ekonomi dari
biogas. Biogas yang masih banyak mengandung H2S pemanfaatannya akan
terbatas sebagai bahan bakar untuk memasak, namun dengan kadar H2S yang
rendah, biogas dapat dimanfaatkan sebagai pengganti sumber energi listrik
sehingga akan meningkatkan nilai ekonomi dari biogas. Penelitian mencakup
pengukuran laju alir biogas dengan menggunakan alat gas flow-meter, serta
mengukur kadar H2S pada biogas yang dihasilkan dan mengukur komposisi gas
tersebut. Peningkatan nilai ekonomi dari biogas rendah H2S akan terlihat dari
perluasan pemanfaatan biogas tersebut yang dapat mensubtitusi penggunaan
6
Gambar 1. Diagram alir kerangka pemikiran
Aklimatisasi air limbah Pabrik Kelapa
Sawit
Fermentasi pada bioreaktor kemudian diukur kandungan COD out
Biogas yang dihasilkan diukur kadar H2S sebelum dialirkan menuju biofilter dan pengukuran H2S selanjutnya diukur setelah melalui tahap pemurnian. Pengukuran H2S menggunakan gastech set
Dilakukan pengukuran komposisi gas dengan menggunakan Gas Chromatography.
7
II.TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Air Limbah Pabrik Kelapa Sawit
Air limbah pabrik kelapa sawit (ALPKS) adalah air limbah dari pabrik minyak
kelapa sawit yang berasal dari unit proses sterilisasi, klarifikasi, hydrocyclone
(claybath), dan air pencucian pabrik. ALPKS mengandung berbagai senyawa
terlarut dan tidak terlarut termasuk serat-serat pendek, hemiselulosa dan
turunannya, protein, asam organik bebas dan campuran mineral-mineral.
Karakteristik ALPKS secara umum disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Karakteristik ALPKS secara umum.
Parameter satuan rata-rata
pH - 4,7 Minyak mg/l 4.000 BOD mg/l 25.000 COD mg/l 50.000 Total Solid mg/l 40.500 Suspended Solid mg/l 18.000 Total Volatile Solid mg/l 34.000 Total Nitrogen mg/l 750
Mineral rata-rata
Kalium mg/l 2.270 Magnesium mg/l 615 Kalsium mg/l 439 Besi mg/l 46,5 Tembaga mg/l 0,89
8
Air limbah dari pabrik minyak kelapa sawit umumnya bersuhu tinggi 70-80oC, berwarna kecoklatan, mengandung padatan terlarut dan tersuspensi berupa koloid
dan residu minyak dengan BOD (biological oxygen demand) dan COD (chemical
oxygen demand) yang tinggi. Air limbah PKS apabila langsung dibuang ke
perairan, maka sebagian akan mengendap, terurai secara perlahan, mengkonsumsi
oksigen terlarut, menimbulkan kekeruhan, mengeluarkan bau yang tidak sedap
dan dapat merusak ekosistem perairan. Sebelum air limbah dibuang ke
lingkungan harus diolah terlebih dahulu agar memenuhi baku mutu limbah yang
telah di tetapkan. Baku mutu air limbah industri minyak kelapa sawit berdasarkan
Peraturan Gubernur Provinsi Lampung No.7 tahun 2010 disajikan pada Tabel. 2
Tabel 2. Baku mutu air limbah industri minyak kelapa sawit
Parameter Kadar maksimum
Sumber : Peraturan Gubernur Provinsi Lampung No.7 (2010)
Air limbah kelapa sawit merupakan nutrien yang kaya akan senyawa organik dan
karbon. Dekomposisi dari senyawa-senyawa organik oleh bakteri anaerob dapat
menghasilkan biogas (Deublein dan Steinhauster (2008) dalam Fatimah (2012)).
Gas tersebut jika tidak dikelola dan dibiarkan lepas ke udara bebas maka dapat
menjadi salah satu penyebab pemanasan global karena metana dan
disebut-9
sebut sebagai sumber pemanasan global saat ini. Emisi metana 21 kali lebih
berbahaya dari CO
2 dan metana merupakan salah satu penyumbang gas rumah
kaca terbesar (Sumirat dan Solehudin (2009) dalam Fatimah (2012)).
2.2 Proses Anaerobik dalam Pengelolaan Air Limbah
Nilai COD dan BOD yang tinggi dalam air limbah industri menunjukkan bahwa
kandungan bahan-bahan organik dalam konsentrasi tinggi. Proses pengolahan air
limbah anaerobik adalah proses penguraian senyawa-senyawa organik yang
terkandung dalam limbah oleh mikroorganisme menjadi metana dan
karbondioksida tanpa memerlukan oksigen (Grady dan Lim, 1980).
Pembentukan gas gas metana melalui metabolisme anaerobik merupakan proses
bertahap dengan tiga tahap utama, yaitu hidrolisis, asidogenesis, acetogenesis dan
metanaogenesis (Tchobanoglous, et al., 2003). Tahap pertama adalah hidrolisa
senyawa organik kompleks baik yang terlarut maupun yang tersuspensi dari berat
molekul besar (polimer) menjadi senyawa organik sederhana (monomer) berupa
senyawa terlarut dengan berat molekul yang lebih ringan. Hidrolisis molekul
komplek dikatalisasi oleh enzim-enzim ekstraseluler seperti sellulase, protease,
dan lipase. Lipida berubah menjadi asam lemak dan gliserin, polisakarida
menjadi gula (mono dan disakarida), protein menjadi asam amino dan asam
nukleat menjadi purin dan pirimidin (Grady dan Lim, 1980).
Tahap kedua (asidogenesis) adalah pembentukan asam organik (asam asetat,
propionat, butirat, laktat, format), alkohol, dan keton (etanol, metanol, gliserol dan
10
melibatkan bakteri-bakteri penghasil asam yaitu acids forming bacteria dan
acetogenic bacteria. Bakteri yang berperan tersebut adalah bakteri obligat
anaerob dan sebagian yang lain bakteri anaerob fakultatif. Produk utama dari
proses ini adalah asam asetat. Pembentukan asam asetat kadang disertai dengan
pembentukan karbondioksida atau hidrogen, tergantung kondisi oksidasi dari
bahan organik aslinya (Grady dan Lim, 1980).
Tahap ketiga (metanogenesis) yaitu pembentukan metana dengan melibatkan
bakteri metanogen. Proses produksi metana melibatkan dua kelompok bakteri
metanogen, yaitu aceticlastic methanogens yang mengubah asetat menjadi gas
metana dan karbondioksida. Kelompok kedua adalah bakteri metanogen yang
memanfaatkan hidrogen sebagai donor elektron dan CO2 sebagai aseptor elektron
untuk memproduksi metana. Bakteri di dalam proses anaerobik, yaitu bakteri
acetogens juga mampu menggunakan CO2 untuk melakukan proses oksidasi dan
membentuk asam asetat. Asam asetat kemudian dikonversi menjadi metana.
Sekitar 72% metana yang diproduksi dalam digester anaerobik adalah formasi dari
11
Gambar 2. Tahapan proses pembentukan metanaa
Sumber : Grady dan Lim (1980)dalam Hasanudin dkk., (2012) Keterangan : --- : Proses perombakan
: Hasil dari proses perombakan
Makromolekul/bahan organik kompleks (lipida, polisakarida, protein)
Mikromolekul/bahan organik sederhana (as. lemak, gliserin, mono & disakarida, as. amino)
oleh enzim ekstraseluler hasil organic sederhana menjadi asam asam organic yaitu asam asetat (CH3COOH). Asam butirat, (CH3CH2CH2COOH), asam propionat (CH3CH2COOH)
Acetogenic Bacteria
Proses perubahan asam butirat (CH3CH2CH2COOH) dan asam propionat (CH3CH2COOH) menjadi asam asetat (CH3COOH) dan H2
Acetogenic Bacteria
Proses perubahan etanol menjadi asam asetat dan gas gas metanaa
Methanogenic Bacteria
(1) Bakteri memanfaatkan H2 untuk diubah
menjadi metanaa
(2) Bakteri memanfaatkan asam asetatuntuk diubah menjadi metanaa
(3) Bakteri memanfaatkan asam format untuk diubah menjadi metanaa
12
2.3 Hidrogen Sulfida (H2S) di dalam Biogas
Sulfur merupakan senyawa yang secara alami terkandung dalam minyak bumi
ataupun gas, namun keberadaannya tidak dinginkan karena dapat menyebabkan
berbagai masalah, termasuk di antaranya korosi pada peralatan proses dan bau
yang kurang sedap. Dampak negatif lainnya yang ditimbulkan adalah
terbentuknya produk samping hasil pembakaran berupa gas buang beracun seperti
sulfur dioksida (SO2) yang menimbulkan pencemaran udara serta hujan asam.
Proses penghilangan senyawa sulfur dari aliran proses telah dilakukan termasuk
menggunakan proses oksidasi, adsorpsi selektif, ekstraksi, hydrotreating dan
sebagainya. Hal tersebut dilakukan untuk mengurangi dampak negatif yang
ditimbulkan baik dari senyawa sulfur, maupun salah satu turunannya yaitu
hidrogen sulfida (Moenir dan Yuliasni, 2011).
Menurut Imamkhasani (1998) dalam Moenir dan Yuliasni (2011), hidrogen
sulfida (H2S) merupakan senyawa dari dua unsur zat kimia yaitu gas hidrogen dan
belerang, bersifat racun, sangat mudah terbakar (flammable), tidak berwarna, serta
larut di dalam air. Hidrogen sulfida mempunyai sifat-sifat fisik yaitu mempunyai
berat molekul 34,08 ; boiling point = - 60,1 0C, specificgravity = 1,192. Menurut
Martin et al. (2004), hidrogen sulfida adalah polutan udara yang korosif dan
beracun, dikarakteristikan dalam bau yang tidak sedap. Hidrogen sulfida di alam
berasal dari sulfur yang tereduksi dan terkumpul dalam kondisi anaerobik,
kemudian akan teroksidasi secara spontan dan cepat dengan adanya oksigen.
Hidrogen sulfida perlu dihilangkan karena berdampak negatif bagi kesehatan,
13
Salah satu dampak negatif komponen hidrogen sulfida (H2S) adalah
keberadaannya di dalam biogas. Proses pemanfaatan biogas sebagai sumber
energi terbarukan masih belum optimal akibat adanya sejumlah zat pengotor yang
mempengaruhi metana di dalam biogas salah satunya adalah H2S. Menurut
Lastella et al. (2002), konsentrasi H2S di dalam biogas relatif kecil ± 0,1 – 2%.
2.4 Kompos Sebagai Bahan Pengisi Biofilter
Kompos adalah hasil penguraian parsial/tidak lengkap dari campuran bahan-bahan
organik yang dapat dipercepat secara artifisial oleh populasi berbagai macam
mikroba dalam kondisi lingkungan yang hangat, lembab, dan aerobik atau
anaerobik (Utami, 2011). Pengomposan adalah proses dimana bahan organik
mengalami penguraian secara biologis, khususnya oleh mikroba-mikroba yang
memanfaatkan bahan organik sebagai sumber energi. Proses pembuatan kompos
meliputi membuat campuran bahan yang seimbang, pemberian air yang cukup,
pengaturan aerasi, dan penambahan aktivator pengomposan. Material kompos
merupakan salah satu bahan yang baik digunakan untuk mengisi biofilter.
Kompos yang merupakan material dengan karakteristik yang baik bagi
pertumbuhan mikroorganisme diharapkan mampu mendukung pertumbuhan
mikroorganisme pendegradasi sulfur. Perbandingan efektifitas material pengisi
14
Tabel 3. Karakteristik bahan pengisi biofilter Material Porositas Kapasitas
Baik Rata-rata Rata-rata Rata-rata Penambahan dilakukan untuk meningkatkan porositas Jerami Baik Rata-rata Buruk Buruk
Sumber : Schmidt et al. (2004) dalam Saputra (2006)
Menurut Pagans et al. (2005) jika dibandingkan dengan material lainnya kompos
memiliki beberapa kelebihan yaitu: murah, mudah diperoleh, mengandung
komunitas mikroorganisme yang kompleks, serta mempunyai kandungan nitrogen
organik dan mikro-nutrien lainnya dalam jumlah yang signifikan sehingga relatif
tidak membutuhkan tambahan nutrien. Medium berbasis kompos telah sering
digunakan sebagai media dalam biofilter karena kandungan komunitas
mikroorganisme di dalamnya, yang memiliki kemampuan mendegradasi beberapa
jenis polutan. Kompos juga mempunyai sifat tahan terhadap air, dan kandungan
bahan organik yang sesuai. Selain itu, kompos terbukti tidak mahal, serta mudah
diperoleh. Tambahan nutrien tidak selalu dibutuhkan oleh medium biofilter yang
berbasis kompos, karena kompos mengandung nitrogen organik dan
mikro-nutrien lainnya dalam jumlah yang signifikan.
Salah satu alasan penggunaan kompos sebagai medium filter adalah bahwa
nutrien pada kompos dapat diperoleh melalui proses mineralisasi, dan dapat
berdifusi pada biofilm untuk menggantikan nutrien yang telah dikonsumsi oleh
mikroorganisme. Menurut Dehganzadehc (2005) dalam Utami (2011), kompos
memiliki variasi yang signifikan pada rasio C/N (karbon-nitrogen). Beberapa
15
minggu saja. Jenis kompos lain melepaskan nutrien lebih lama, namun dapat
menyediakan nutrien hingga bertahun-tahun. Medium kompos juga memiliki
kekurangan, yaitu terjadinya tekanan balik dan demineralisasi dari
mikroorganisme.
Kompos dapat dicampur dengan penggembur untuk menghindari penurunan
tekanan, penyumbatan aliran, serta meningkatkan durabilitas (Utami, 2011).
Penurunan tekanan pada kompos umumnya lebih tinggi daripada tanah gambut,
yang disebabkan oleh kompaksi pada medium, sehingga dirasa penting untuk
mencampur kompos dengan bulking agent (Devinny et al., 1999). Menurut Onde
Lttighus (1997) dalam Utami (2011), kompos telah digunakan dalam bentuk pellet
sebagai medium pada biofiltrasi bau. Medium kompos yang dicampur dengan
serpihan kayu memberikan penurunan tekanan yang lebih rendah jika
dibandingkan dengan kompos tradisional (Devinny et al., 1999).
2.5 Pemurnian Biogas menggunakan Biofilter Kompos
Penggunaan biofilter merupakan salah satu metode pemurnian biogas secara
biologi. Menurut Ottenggraf (1986) dalam Saputra (2006), metode biologi dalam
mengurangi gas pencemar dapat dibedakan menjadi tiga yaitu bioscrubber,
biotrickling filter, dan biofilter. Menurut Hodge (1993) dalam Saputra (2006),
biofilter adalah teknologi yang relatif baru digunakan dalam menangani gas
terkontaminasi dengan degradasi senyawa secara biologi. Menurut Raghuvanshi
dan Babu (2004) dalam Saputra (2006), teknologi biofilter memanfaatkan
mikroorganisme untuk mendegradasi secara biologi senyawa organik yang mudah
16
Menurut Boswell (2004), biofilter menggunakan beberapa tipe biomassa organik
atau kompos sebagai substrat dan media untuk mendukung pertumbuhan mikroba
pendegradasi senyawa sulfur. Menurut Schmidt et al. (2004) dalam Saputra
(2006) untuk mengoperasikan biofilter yang efektif, lingkungan media harus baik
untuk pertumbuhan mikroba dan menjaga agar porositas tetap tinggi untuk
memudahkan penyediaan aliran udara. Desain biofilter didasarkan pada tingkat
aliran volume, spesifikasi zat pencemar dan konsentrasi, karakteristik media,
ukuran biofilter, pengendalian kelembaban, perawatan, dan biaya. Menurut
Devinny et al. (1999) dalam Saputra (2006), penggunaan biofilter memiliki
beberapa keuntungan dan kerugian. Keuntungan menggunakan biofilter antara
lain: (1) biaya operasional dan modal yang sedikit, (2) penghilangan efektif, (3)
pressure drop rendah, dan (4) tidak ada produk limbah lebih lanjut. Kerugian
menggunakan biofilter yaitu: (1) keadaan medium yang mungkin memburuk, (2)
kurang cocok untuk konsentrasi terlalu tinggi, (3) pH dan kelembaban sulit untuk
di kontrol, dan (4) partikel mungkin bisa menyumbat medium.
Menurut Boswell (2004), berbagai material dapat digunakan sebagai bahan
pengisi biofilter dengan berbagai tingkatan efektifitas, antara lain kompos,
potongan kayu, kulit kayu, gambut, tanah dan campuran pasir, karbon aktif, batu
lahar, dan organic sintetik. Menurut Devinny et al. (1999) dalam Saputra (2006),
beberapa kriteria yang perlu diperhatikan dalam pemilihan biofilter diantaranya
kandungan nutrient anorganik, kandungan organik, kimia dan aditif, kadar air, pH,
porositas, karakteristik penyerapan, tambahan bakteri, peralatan mekanik, bau dari
bahan pengepak, biaya pengepakan dan umur hidup pembuangan pengepak.
17
dipenuhi dalam pemilihan bahan pengisi untuk biofilter antara lain mempunyai
kapasitas penyangga air yang tinggi, mempunyai tingkat porositas yang tinggi,
mempunyai daya memadat yang rendah, tidak mengalami penurunan kinerja
walaupun kadar air menurun, tidak berubah dalam jangka panjang, ringan, murah,
mampu menyerap gas penyebab bau, dan mempunyai kapasitas penyangga tinggi
terhadap produk akhir yang bersifat asam.
Kompos yang dapat digunakan sebagai bahan pengisi biofilter salah satunya
adalah kompos kotoran sapi. Menurut McKinsey Zicari (2003) dalam Hasanudin
dkk. (2012), kompos kotoran sapi merupakan media yang berpotensi untuk
menurunkan kandungan H2S dalam biogas secara efektif dan ekonomis. Kompos
tersebut mampu mencapai efisiensi 80% dalam menurunkan H2S dengan kapasitas
eliminasi 16 – 118 g H2S per m3 kompos per jam. Menurut Hasanudin dkk.,
(2012) dalam Indraningtyas (2013), proses desulfurisasi yang terjadi diawali
dengan disosiasi H2S (Persamaan 1). Bakteri Thiobacillus sp. kemudian akan
menyebabkan reaksi redoks menghasilkan S0 pada kondisi oksigen yang terbatas
(Persamaan 2). Oksigen dapat mempercepat terjadinya reaksi oksidasi. Menurut
Turk et al., (1972) dalam Saputra (2006), H2S di alam terkumpul dalam kondisi
anaerobik, tetapi akan teroksidasi secara spontan dan cepat dengan adanya
oksigen. Oksigen dapat diperoleh dari fiksasi CO2 yang berasal dari biogas.
Reaksi desulfurisasi selengkapnya dapat dilihat pada persamaan di bawah ini:
H2S ↔ H+ + HS− (disosiasi) ...(1)
18
Permasalahan yang masih perlu dipelajari yaitu belum diketahui apakah
mekanisme penurunan sulfur hanya terjadi secara biologis, atau secara kimia dan
fisika. Penelitian yang berkaitan dengan penggunaan kompos untuk
meningkatkan kualitas biogas masih perlu dilakukan.
2.6 Potensi Energi dari Biogas
Biogas merupakan gas yang mudah terbakar yang dihasilkan dari proses
penguraian senyawa organik seperti karbohidrat, lemak dan protein yang terdapat
dalam air limbah dengan bantuan bakteri anaerob dalam sebuah digester atau
reaktor gas gas metanaa. Unsur yang terdapat pada biogas disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4. Unsur-unsur yang terdapat pada biogas
Unsur Konsentrasi
Biogas memiliki nilai kalor yang cukup tinggi, yaitu kisaran 4800-6700 kkal/m3, untuk metana murni (100 %) mempunyai nilai kalor 8900 kkal/m3 (Sutarno,
2007). Satu mol gas gas metanaa memerlukan dua mol oksigen untuk dapat
dioksidasi menjadi CO2 dan air, akibatnya setiap produksi 16 gram gas gas
metanaa dapat menurunkan COD air limbah sebanyak 64 gram. Pada suhu dan
tekanan standar, setiap stabilisasi 1 pound COD dapat menghasilkan 5,62 ft3 gas gas metanaa atau 0,35 m3 gas gas metanaa/kg COD (Grady dan Lim, 1980).
19
dengan bantuan generator diubah menjadi energi listrik maupun mekanik.
Konversi energi biogas dan penggunaannya disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5. Konversi energi biogas dan penggunaannya
Penggunaan Energi 1 m3 biogas
Penerangan Sebanding dengan lampu 60-100 W
selama 6 jam Pengganti bahan bakar
Solar 0,52 liter
Minyak tanah 0,62 liter
Listrik Sebanding dengan 1,25 KWH listrik
Sumber: Kristoferson dan Bolkaders (1991) dalam Haryati (2006)
Pada dasarnya efisiensi produksi biogas sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor,
yaitu suhu, pH, konsentrasi asam-asam lemak volatil, alkalinitas, nutrisi (terutama
nisbah karbon dan nitrogen), zat racun, waktu retensi hidrolik, kecepatan bahan
organik, dan konsentrasi amoniak. Parameter-parameter tersebut harus dikontrol
dengan cermat agar proses degredasi bahan organik dalam air limbah dapat
berlangsung secara optimal.
1. Suhu
Proses anaerobik dapat terjadi dibawah dua kisaran kondisi suhu, yaitu kondisi
mesofilik, yaitu antara 20-45ºC, pada umumnya 35ºC dan kondisi termofilik, yaitu
antara 50-65ºC, pada umumnya 55ºC. Suhu yang optimal dari proses anaerobik
bervariasi tergantung pada komposisi nutrient di dalam digester, tetapi
kebanyakan proses anaerobik seharusnya dipelihara secara konstan untuk
mendukung tingkat produksi gas. Digester termopilik lebih efisien dalam hal
20
input panas yang lebih tinggi dan mempunyai sensitivitas yang tinggi yang
membuat proses lebih problematik daripada digester mesofilik.
2. Waktu Tinggal
Waktu tinggal adalah waktu yang dibutuhkan untuk mencapai proses degradasi
materi-materi organik yang sempurna. Waktu tinggal bervariasi dengan
memproses parameter-parameter, seperti memproses suhu dan komposisi limbah.
Waktu tinggal untuk limbah yang diperlakukan dalam digester mesofilik dalam
kisaran 15-30 hari dan 12-14 hari untuk digester termopilik.
3. pH
Nilai pH yang optimal untuk proses asidogenesis dan gas gas metanaogenesis
berbeda-beda. Selama proses asidogenesis dibentuk asetat, laktat, dan asam
propionat, dengan demikian pH turun. pH yang rendah dapat menghambat proses
asidogenesis dan nilai pH dibawah 6,4 dapat bersifat racun untuk bakteri
pembentuk gas gas metanaa (pH optimal untuk proses gas gas metanaogenesis
adalah antara 6,6-7). Kisaran pH optimal untuk semua yaitu antara 6,4-7,2.
4. Rasio Karbon dan Nitrogen (C:N)
Jumlah karbon dan nitrogen yang hadir dalam materi organik di gambarkan oleh
rasio C : N. Rasio optimal C : N dalam proses anaerobik antara 30: 1. Rasio C :
N yang tinggi mengindikasikan adanya konsumsi nitrogen yang cepat oleh bakteri
gas gas metanaogen dan menghasilkan produksi gas yang rendah. Selain itu rasio
C : N yang rendah menyebabkan akumulasi ammonia dan nilai pH yang melebihi
21
5. Mixing
Mixing di dalam digester, meningkatkan kontak antara mikroorganisme dengan
substrat dan meningkatkan kemampuan populasi bakteri untuk memperoleh
nutrisi. Mixing juga membangun gradien suhu di dalam digester. Mixing yang
berlebihan dapat merusak mikroorganisme dan oleh karena itu mixing yang
lambat lebih disukai (Kaswinarni, 2007).
6. Organic Loading Rate (OLR)
OLR adalah jumlah bahan organik yang masuk dan tersedia dalam fermentor.
Apabila OLR terlalu rendah maka proses fermentasi akan berjalan lambat
sedangkan jika terlalu tinggi maka terjadi overlaod dan substrat yang ada dapat
menjadi penghambat pertumbuhan mikroorganisme (Speece, 1996 dalam
Fatimah, 2012).
7. Total Solid (TS), dan Volatile Solid (VS)
Total solid (TS) adalah jumlah padatan yang terdapat dalam substrat baik padatan
yang terlarut maupun yang tidak terlarut. Sedangkan volatile solid (VS) adalah
padatan-padatan organik yang terdapat dalam substrat. Berdasarkan TS dan VS
dapat diketahui berapa banyak produksi gas yang akan dihasilkan (Fatimah,
22
III. METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Pengelolaan Limbah Agroindustri
Jurusan Teknologi Hasil Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Lampung pada
bulan Mei 2014-September 2014.
3.2 Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan pada penelitian adalah air limbah kelapa sawit yang
berasal dari PTPN 7 unit usaha Bekri, kompos yang sudah dilakukan penelitian
sebelumnya, kelereng, ijuk, label, pipa 8 inchi dan bahan analisis lainnya.
Peralatan yang digunakan dalam penelitian adalah bioreaktor anaerobik
berkapasitas 5m3, gas sampler bag, gastech pump set GV-100s, gastech kit
dengan skala 2 – 20 ppm dan 100 – 2000 ppm, gas flowmeter, gas
cromathography-2014 dengan detektor TCD (Thermal Conductivity Detector)
menggunakan kolom jenis sync carbon, pipet mikro, labu takar, vial, pipet tetes,
23
3.3 Metode Penelitian
Biofilter kompos yang digunakan memanfaatkan kompos kotoran sapi pada fase
pematangan. Kompos kotoran sapi yang digunakan disajikan pada Gambar 3.
Gambar 3. Kompos kotoran sapi yang digunakan sebagai bahan pengisi biofilter
Kompos yang digunakan berbentuk granul dan berwarna kehitaman. Berat
kompos yang digunakan pada biofilter kompos A yaitu 18 kg sedangkan pada
biofilter kompos B 13,5 kg. Tinggi biofilter kompos A dan B yaitu 96 cm dengan
diameter 8 inchi atau 20 cm. Pada bagian bawah (bagian inlet) terdapat beberapa
butir kelereng yang berfungsi agar gas yang mengalir melalui pipa inlet akan
terdistribusi secara merata ke dalam biofilter kompos. Selain kelereng bahan
pendukung lainnya yang terdapat dalam tabung biofilter yaitu ijuk yang
digunakan sebagai penyekat kompos agar tidak terjadi penyumbatan, selain itu
ijuk juga berfungsi sebagai tempat tumbuh dan berkembangbiaknya mikroba yang
terdapat pada kompos, ijuk dipilih sebagai bahan pengisi tambahan karena dinilai
24
Biofilter kompos A didesain dengan cara penyusunan secara berselang antara ijuk
dan kompos dengan ketebalan atau tinggi masing-masing susunan 10 cm.
Biofilter kompos B berbeda desain dengan biofilter kompos A, dimana pada
biofilter kompos B hanya terdapat dua susun antara ijuk dan kompos, ijuk
diletakkan pada bagian bawah dan kompos terdapat diatas ijuk tersebut.
Pengukuran H2S dilakukan sebelum biogas dialirkan menuju biofilter kompos dan
setelah keluar dari biofilter kompos, biogas lalu dialirkan menuju gas flow meter.
Metode penelitian yang digunakan adalah metode deskripsi dengan menyajikan
hasil pengamatan dalam bentuk tabel dan grafik dan kemudian dianalisis secara
deskriptif. Desain sederhana biofilter kompos disajikan pada Gambar 4.
Gambar 4. Biofilter Kompos A dan Biofilter Kompos B
3.4 Pelaksanaan Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan dengan langkah awal yaitu air limbah industri kelapa
25
berkapasitas 5 m3. Fermentasi air limbah tersebut menghasilkan biogas yang
kemudian dialirkan melalui pipa menuju biofilter kompos untuk dilakukan proses
pemurnian. Biogas sebelum dilakukan pemurnian diuji kadar H2S sebagai gas
inlet dengan menggunakan gastech set dengan ukuran gastech kit 100 – 2000
ppm. Biogas yang telah dimurnikan menggunakan biofilter kompos juga diuji
kadar H2S sebagai gas outlet menggunakan gastech set dengan ukuran gastech kit
2 – 20 ppm. Diagram proses pelaksanaan penelitian disajikan pada Gambar 5.
Gambar 5. Diagram proses pelaksanaan penelitian
Penelitian ini mencakup pengukuran kadar H2S inlet dan outlet pada biogas yang
dihasilkan, komposisi gas dan laju alir biogas tersebut, biogas yang dihasilkan
sebelum dilakukan pemurnian diukur kandungan H2S sebagai inlet biofilter
kompos, pengukuran yang dilakukan yaitu menggunakan gastech set dengan skala
pengukuran gastech kit sebesar 100 – 2000 ppm. Perubahan warna pada gastech
kit dari putih menjadi kehitaman selama pengukuran hingga mencapai skala
tertentu menunjukkan kadar H2S pada biogas inlet. Tahap selanjutnya biogas
yang dihasilkan dilakukan pemurnian dengan menggunakan biofilter kompos,
terdapat dua tabung biofilter kompos yang digunakan yaitu biofilter A dan
26
Pada tahap awal dilakukan proses pemurnian biogas dengan menggunakan
biofilter A dengan berat kompos yaitu 16 kg. Kadar H2S diukur sebagai H2S outlet biofilter menggunakan gastech set dengan skala pengukuran gastech kit 2 –
20 ppm. Tahap berikutnya digunakan biofilter B dengan berat kompos 13,5 kg
yang juga diukur kadar H2S inlet dan outlet. Biogas sebelum dan sesudah
dikurangi kadar H2S nya juga diukur komposisi gas menggunakan Gas
Chromatography. Peningkatan nilai ekonomi dari biogas yang dihasilkan
sebelum dilakukan pemurnian dan setelah dilakukan pemurnian dari H2S juga
diperkirakan sesuai dengan perluasan pemanfaatannya.
3.5 Pengamatan
3.5.1 Laju Alir Biogas
Laju alir biogas yang diukur menggunakan gas flow-meter diamati dan dicatat tiga
kali dalam sehari dan dihitung berapa m3 biogas yang dihasilkan dalam sehari. Laju alir biogas yang terlihat pada gas flow-meter kemudian dibandingkan dengan
potensi produksi biogas secara teoritis.
3.5.2 Kadar H2S Biogas
Pengamatan kadar H2S biogas dilakukan pada biogas inlet (sebelum uji filtrasi)
dan biogas outlet (setelah uji filtrasi). Biogas yang akan dianalisis ditampung
terlebih dahulu di dalam gas sampler. Kadar H2S biogas diukur menggunakan alat gastech set, dengan skala pengukuran gastech kit masing-masing yakni 100-2000
27
3.5.3 Pengukuran Komposisi Biogas
Pengukuran komposisi biogas dilakukan dengan cara menampung gas yang
terbentuk pada bioreaktor dan gas yang terbentuk setelah dilakukan pemurnian
pada biofilter kompos ke dalam gas sampler kemudian sampel gas dianalisa
dengan menggunakan Gas Chromatography dengan detektor TCD (Thermal
Conductivity Detector) menggunakan kolom jenis sync carbon dan gas helium
sebagai mobile phase, pada temperatur yaitu 150oC pada kolom, 200oC pada
46
V. SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan
1. Biofilter kompos A dengan berat kompos 18 kg mampu mereduksi H2S
berkisar 36,67%-100% dengan rata-rata 86,74%. Biofilter kompos B dengan
berat kompos 13,5 kg, mampu mereduksi H2S pada biogas antara 82,5% –
100%, dengan rata-rata reduksi 91,12%.
2. Kandungan H2S yang rendah di dalam biogas dapat memperluas pemanfaatan
dan meningkatkan nilai ekonomi biogas serta mencegah kerusakan
lingkungan dan hujan asam yang diakibatkan oleh sulfur dioksida.
5.2. Saran
Saran pada penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Laju pembebanan H2S masih bisa ditingkatkan untuk mengetahui batas
maksimum desulfurisasi atau batas kejenuhan kompos.
2. Perlu dilakukan pemurnian biogas dari zat lain seperti CO2 dan H2O agar
46
DAFTAR PUSTAKA
Boswell, J. 2004. Compost-Based Biofilters Control Pollution. Biocycle 45 : 42.
Devinny, J. S., Deshusses, M. A., and Webster, T. S. (1999). Biofiltration for air pollution control. Lewis Publishers. Boca Raton. 5–16.
Direktorat Jendral Perkebunan. 2014. Produksi, Luas Areal dan Produktivitas Perkebunan di Indonesia. http://www.pertanian.go.id/Indikator/tabel-3-prod-lsareal-prodvitas-bun.pdf diakses pada 12 September 2014.
Fatimah, N. F. 2012.Pengaruh Pengurangan Konsentrasi Trace Metal (Nikel Dan Kobal) Pada Pengolahan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit Secara
Anaerobik Termofilik Terhadap Produksi Biogas. (Tesis). Program Studi Magister Teknik Kimia Fakultas Teknik. Universitas Sumatera Utara. Sumatera Utara.
Gittinger, J. Price. 1928. Analisis Ekonomi Proyek-Proyek Pertanian. Terj. dari Economic Analysis Of Agriculture oleh Slamet Sutomo dan Komet Mangiri., Ed ke-2 (Jakarta: UI Press, 1986).
Grady, C.P.L., H.C. Lim. 1980. Biological Wastewater Treatment-Theory and Application. Marcel Dekker. Inc. New York.
Hamidi, Nurkholis. ING Wardhana. Denny Widhyanuriyawan. 2011. Peningkatan Kualitas Bahan Bakar Biogas Melalui Proses PemurnianDengan Zeolit Alam. Jurnal Rekayasa Mesin Vol.2, No. 3 Tahun 2011 : 227-231
Haryati, T. 2006. Biogas: Limbah Peternakan Yang Menjadi Sumber Energi Alternatif. Wartazoa 16(3): 160-169.
Hasanudin, U. 2012. FGD Peluang dan Tantangan Pemanfaatan Biogas untuk Kebutuhan Energi Sendiri di Industri.Kementrian Energi dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia 8 Oktober 2012. Jakarta.
47
Hermawan, B., Q. Lailatul, P. Candrarini, dan P. S. Evan. 2007. Sampah Organik sebagai Bahan Baku Biogas.Artikel.http://www.chem-is try.org/?sect=fokus&ext=31. Diakses 20 Oktober 2013.
Indraningtyas. 2013. Studi Reduksi Kadar H2S Pada Biogas Air Limbah Industri
Tapioka Menggunakan Biofilter Kompos (Skripsi). Jurusan Teknologi Hasil Pertanian. Universitas Lampung
Isdiyanto, R. dan U. Hasanudin. 2010. Rekayasa dan Uji Kinerja Reaktor Biogas Sistem Colar pada PengolahanLimbah Cair IndustriTapioka.
MajalahKetenagalistrikan dan EnergiBaruTerbarukan, Vol. 9 No. 1 Juni 2010.
Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral. 2012. Daftar Harga BBM Nasional. Jakarta. http://www.bphmigas.go.id/id/bbm/harga-bbm/harga-bbm-nasional.html diakses pada tanggal 10 Agustus 2014
Kementerian Pertanian. 2012. Outlook Komoditas Pertanian Perkebunan. Pusat Pusat Data Dan Informasi Pertanian Kementerian Pertanian. ISSN 1507-1907. 189 hal.
Kwartiningsih, E. 2007.Pemurnian Biogas dari Kandungan Hidrogen Sulfida (H2S) menggunakan Larutan Absorben dari Besi Bekas (Rongsok).
Penelitian Hibah Bersaing Dikti. http://lppm.uns.ac.id. Diakses 20 Oktober 2012.
Lastella, G., C. Testa, G. Cornacchia, M. Notornicole, F. Voltasio and V. K. Sharma, 2002. Anaerobic Digestion of Semi-Solid Organic Waste : biogas production and itspurification Energy Conversion ang management, Vol 43, Issue I, pp. 63 – 75.
Martin, R. W., J. R. Mihelcic dan J. C. Crittenden. 2004. Design and Performance Strategy Using Modeling For Biofiltration Control of Odorous Hydrogen Sulfide. Journal of the Air and Waste Management Association vol 54(7):834-844.
Mc Kinsey Zicari, S. 2003, Removal of Hydrogen Sulfide from Biogas Using Cow-Manure Compost, Master Thesis, Cornell University.
Moenir, M dan R. Yuliasni.2011. PenerapanTeknologi Bio-desulfurisasi Gas HidrogenSulfida (H2S) pada IPAL Industri Tahu sebagai Upaya
Pengambilan Kembali (Recovery) Sulfur. Jurnal Riset Teknologi Pencegahan Pencemaran Industri Vol. 1, No. 4, Desember 2011.
48
Musanif, Jamil.,WildanArisasmita., David ManariurNababn. 2006. Biogas SkalaRumahTangga. Program BioenergiPerdesaan (BEP). InstitutPertanian Bogor.
NATCO. 2008. Biological H2S Removal From Biogas, Environmental
Technology Verification Program,Netherlands.
Pagans, E., Barrena, R., Font, X., and Sanchez, A. (2006). Ammonia emissions from the composting of different organic wastes. Chemosphere. 62. 1534– 1542.
Pertamina Persero. 2012. Harga Jual Keekonomian Bahan Bakar Minyak Non Subsidi.http://bbmsolarindustri.blogspot.com/2014/08/info-penyesuaian-harga-periode-15-31.html. Diakses pada September 2014.
Priani, N. 2003. Metabolisme Bakteri. http://repository.usu.ac.id/bitstream/12345 6789/1/biologi-nunuk1.pdf. diakses 30 Januari 2013
Rahardi, F. 2004. Cerdas Beragrobisnis: Mengubah Rintangan Menjadi Peluang
Berinvestasi. Jakarta: Agromedia Pustaka.
Saputra, H. 2006. Penerapan Biofilter untuk Penghilangan NH3 dan H2S dengan menggunakan Bakteri Nitrosomonas sp dan Thiobacillus sp di Pabrik Lateks Pekat. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor. Bogor.
Shimadzu Corporation. 2004. GC-2014 Gas Chromathography Instruction Manual. Shimadzu Corporation Analytical And Measuring Instrument Division. Kyoto. Japan.
Sutarno. 2007. Analisis Prestasi Produksi Biogas (CH4) dari Polyethilene Biodigester Berbahan Baku Limbah Ternak Sapi. LOGIKA,Vol. 4, No. 1, Januari.
Suyitno, M. Nizam, dan Dharmanto. 2010. Teknologi Biogas. Pembuatan Operasional dan Pemanfaatan. Yogyakarta. Graha Ilmu.
Syafrizal dan Dianursanti. 2011. Pemanfaatan Bakteri Thiobacillus Thioparus Untuk Mereduksi Kandungan Sulfur dalam Gas. Lembaran Publikasi LemigasVol. 45. No. 1, April 2011: 65 – 69.
Tchobanoglous, G., F. L. Burton, dan H. D. Stensel.2003. Waste Water Engineering: Treatment and Reuse. Metcalf & Eddy Inc. New York.
49
Wiratni.2013. Olah Biogas Jadi Lebih Bernilai Guna . UGM. Yogyakarta http://ugm.ac.id/id/post/page?id=5468 diakses pada tangggal 7 Maret 2014.
Yayasan Pendidikan dan Konservasi Alam. 2012. Menghitung Perbandingan Karbon dengan Biogas dalam PNPM-LMP.
http://www.yapeka.or.id/?p=248. Diakses pada tanggal 27 Maret 2014.
