panduan PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA PEMANFAATA

(1)

PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

PEMANFAATAN BIOGAS DARI HUMAN FECES SEBAGAI UPAYA MEMINIMALISIR PENCEMARAN AIR DAN KRISIS ENERGI

MASYARAKAT TEPIAN SUNGAI KAPUAS

BIDANG KEGIATAN :

PKM-GAGASAN TERTULIS

Diusulkan oleh :

Nashrul Sasmita Maulidi F17111017 Angkatan 2011 (Ketua)

Santy F02112072 Angkatan 2012 (Anggota)

Wikke Prawitaningtyas F02112022 Angkatan 2012 (Anggota)

UNIVERSITAS TANJUNGPURA PONTIANAK

(2)

(3)

iii

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

DAFTAR ISI ... iii

DAFTAR TABEL ... iv

RINGKASAN ... v

PENDAHULUAN ... 1

 Latar Belakang ... 1

 Tujuan ... 2

 Manfaat ... 2

GAGASAN ... 2

 Sungai Kapuas dan Limbah Pencemarnya ... 2

 Permasalahan Pembuangan Human Feces di Sungai Kapuas... 2

 Solusi Pengolahan Human Feces di Sungai Kapuas ... 3

 Pihak-pihak yang terlibat dalam pengimplementasian Pemanfaatan Biogas dari Human Feces Sebagai Upaya Meminimalisir Pencemaran Air Dan Krisis Energi Masyarakat Tepian Sungai Kapuas ... 6

 Langkah-langkah strategis keberhasilan Pemanfaatan Biogas dari Human Feces Sebagai Upaya Meminimalisir Pencemaran Air Dan Krisis Energi Masyarakat Tepian Sungai Kapuas ... 8

KESIMPULAN ... 10 DAFTAR PUSTAKA

(4)

(5)

(6)

PENDAHULUAN Latar Belakang

Indonesia merupakan salah satu negara yang mengalami kesulitan dalam mengatasi kelangkaan bahan bakar minyak atau yang biasa disebut dengan BBM. Menipisnya cadangan bahan bakar fosil dan meningkatnya populasi manusia sangat kontradiktif dengan kebutuhan energi bagi kelangsungan hidup manusia beserta aktivitas ekonomi dan sosialnya. Sejak lima tahun terakhir Indonesia mengalami penurunan produksi minyak nasional akibat menurunnya secara alamiah cadangan minyak pada sumur-sumur produksi. Padahal dengan pertambahan jumlah penduduk meningkat pula kebutuhan akan sarana transportasi dan aktivitas industri yang berakibat pada peningkatan kebutuhan dan konsumsi Bahan Bakar Minyak (BBM). Untuk memenuhi kebutuhan BBM tersebut, pemerintah mengimpor sebagian BBM. Sejak awal tahun baru 2009 hingga saat ini di beberapa daerah Indonesia terjadi kelangkaan BBM yang dirasakan cukup parah, salah satunya didaerah Kalimantan Barat (Pontianak Post, 2011).

Kelangkaan BBM ini membuat masyarakat didaerah Kalimantan Barat resah akan sulitnya mendapatkan bahan bakar tersebut. Kelangkaan BBM baru-baru ini dirasakan masyarakat pada akhir Februari 2011 hingga saat ini. Untuk mendapatkan bahan bakar tersebut harus mengantri berjam-jam dan kadang-kadang bahan bakar tersebut habis. Kelangkaan BBM ini dimanfaatkan oleh penjual enceran yang menjual BBM di kios-kios dengan harga yang tinggi yaitu 6-25 ribu per liter. Konsumsi BBM di Kalimantan Barat menurut Pertamina mencapai 19,5% dari kuota yang ditetapkan pada semester I tahun 2012. Tahun ini, Kalbar mendapat jatah premium 433.847 KL. BPH Migas pernah menyatakan, pada Januari-April 2012, konsumsi premium di Kalbar masuk nomor tiga terboros, yaitu 16,65% atau mencapai 172.690 KL.

(7)

liter minyak solar. Oleh karena itu biogas sangat cocok menggantikan minyak tanah, LPG, dan bahan bakar fosil lainnya.

Tujuan

Dari masalah-masalah yang telah dirumuskan, maka dapat diketahui tujuan yang hendak dicapai dari gagasan ini, yaitu :

1. Mengurangi pencemaran air sungai Kapuas yang terjadi di Sungai Kapuas 2. Untuk memanfaatkan human feces menjadi biogas sebagai bahan bakar

alternatif

Manfaat

Dapat membuat energi alternatif yang ramah lingkungan dengan memanfaatkan human feces menjadi biogas sebagai upaya meminimalisasi penggunaan bahan bakar minyak dan pencemaran air di tepian sungai Kapuas.

GAGASAN

Sungai Kapuas dan Limbah Pencemarnya

Kondisi sungai Kapuas saat ini sangat memprihatikan dan sudah jauh dari harapan untuk kepentingan kehidupan masyarakat di Kalimantan Barat seperti untuk keperluan minum, mandi dan lain-lain. Sungai Kapuas telah mengalami pencemaran akibat dari limbah buangan masyarakat, limbah pabrik, limbah rumah sakit, transportasi, aktivitas penambangan yang menyebabkan penurunan standar air yang telah ditentukan. Bila ditinjau dari segi fisik air yaitu warna sungai, tampak warna sungai Kapuas sudah mulai keruh bahkan menguning, sedangkan dari segi bau, terkadang pada beberapa titik sungai memiliki bau yang menyengat.

Salah satu sumber pencemar sungai Kapuas yang berasal dari limbah buangan masyarakat adalah human feces (tinja) yang dibuang langsung kedalam sungai. Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Pebriadi (2013), penggunaan sungai Kapuas yang dapat mencemari lingkungan seperti buang air besar sebesar 55,81 %, selain itu kadar bakteri E.coli yang terdapat di salah satu titik di sungai kapuas yaitu Siantan Hilir menunjukkan kadar yang sangat tinggi 1100 MPN/g dengan batas standar mutu yang diijinkan maksimal < 3 MPN/g. Kotoran manusia yang dibuang langsung ke sungai merupakan prekursor pencemar air sungai Kapuas. Kotoran manusia yang langsung dibuang ke sungai dapat berdampak pada kesehatan manusia diantaranya dapat menyebabkan terjadinya penyakit seperti disentri, kolera, diare, typus, dan penyakit kulit akibat adanya bakteri E.coli.

Permasalahan Pembuangan Human Feces di Sungai Kapuas

(8)

dikarenakan masih banyak masyarakat yang hidup di pinggiran sungai dan memanfaatkan sungai sebagai tempat pembuangan dari tinja sehingga toilet yang digunakan masyarakat tepian sungai Kapuas tidak menggunakan penampung septic tank. Menurut Jamaludin (2010) ada beberapa faktor yang menyebabkan tidak tersedianya fasilitas septic tank. Selain faktor ekonomi, tidak tersedianya lahan untuk menempatkan septic tank juga merupakan faktor yang menyebabkan sebagian besar masyarakat pesisir sungai membuat jamban tanpa tangki. Lahan yang tersedia untuk penempatan septic tank semakin padat untuk pemukiman penduduk, untuk itu dibutuhkan suatu modifikasi atau inovasi dari septic tank yang dapat digunakan masyarakat pesisir sungai dengan kondisi tersebut.

Solusi Pengolahan Human Feces di Sungai Kapuas Biogas dari Human Feces

Biogas dari Human feces merupakan biogas yang dihasilkan dari human feces atau kotoran manusia (tinja). Secara umum, Biogas adalah gas produk akhir pencernaan atau degradasi anaerobik bahan-bahan organik oleh bakteri-bakteri anaerobik dalam lingkungan bebas, termasuk diantaranya: kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah biodegradable atau setiap limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Komponen terbesar (penyusun utama) biogas adalah metana (CH4, 54–80 %-vol) dan karbon dioksida (CO2, 20–45 %-vol). Komposisi biogas bervariasi tergantung dengan asal proses anaerobik yang terjadi. Beberapa kandungan biogas:

Tabel 1. Persentase Kandungan Biogas

No Komponen Persentase

1 Metana (CH4) 55-75%

(9)

Tabel 2. Nilai nisbah C/N dari beberapa jenis bahan organik

(Sumber: Karki dan Dixit dalam Wahyuni, 2013)

Berdasarkan Tabel 2, kotoran manusia memiliki nisbah C/N sebesar 8, hal tersebut menunjukkan bahwa kotoran manusia dapat dijadikan substrat bahan organik sebagai penghasil biogas.

Proses Konversi Human Feces menjadi Biogas

Proses konversi human feces menjadi biogas sama halnya seperti pembuatan biogas dari kotoran sapi meliputi hidrolisis, asidifikasi, dan metanogenesis. Proses konversi human feces menjadi biogas sebagai berikut: 1. Pertama, human feces yang telah dibuang masuk ke dalam closet kemudian

dibuka katup untuk ditampung ke dalam penampung awal feces. Jika penampung awal feces yang ditandai dengan indikator yang terdapat pada pelampung telah penuh, maka buka katup guna mengalirkan human feces menuju pipa penghubung I. Selain human feces pengguna closet dapat memasukkan limbah dapur seperti potongan sayur ataupun minyak goreng bekas dan tanaman pengganggu ekosistem air seperti eceng gondok. Pada tahap ini terjadi proses hidrolisis yakni dimana nutrien yang terdapat pada human feces seperti karbohidrat, protein, dan lemak. Pada karbohidrat akan terdekomposisi dari karbohidrat kompleks (selulosa) menjadi karbohidrat sederhana seperti glukosa, yang disebabkan adanya bakteri yang menjadi pemeran utama dalam pengurai karbohidrat kompleks melalui pembentukan enzim-enzim seperti amilase, sukrase, dan selulase, sedangkan protein akan terhidrolisis oleh enzim protease menjadi asam-asam amino, dan untuk lemak akan terhidrolisis oleh enzim lipase menjadi asam lemak (McCarty, 1981). 2. Kedua, apabila pipa penghubung telah penuh buka keran untuk mengalirkan ke

disgester. Di dalam disgester proses konversi human feces menjadi biogas berlanjut ke tahap berikutnya yakni tahap asidifikasi, dimana pada tahap ini hasil dari tahap hidrolisis seperti glukosa, asam amino, dan asam lemak menjadi asam-asam organik sederhana seperti asetat, butirat, propionat, dan laktat oleh bakteri asetogenik. Asam-asam organik kemudian diproses oleh bakteri metanogen pada tahap metanogenesis untuk menjadi gas metana.

(10)

digunakanuntuk keperluan sehari-hari harus diperhatikan manometer yang berfungsi sebagai alat untuk mengukur tekanan dari jumlah gas yang telah terbentuk. Jika manometer menunjukkan angka lebih dari 50, maka gas dapat digunakan. Jika belum mencapai standar atau saat penggunaan sudah mendekati angka 50 maka yang terjadi adalah human feces yang tertampung pada disgester akan masuk ke dalam pipa penghubung II dan dapat mengganggu proses konversi human feces menjadi biogas nantinya.

Berdasarkan Balai Besar Pengembangan Mekanisasi Pertanian Badan Litbang Pertanian, Departemen Pertanian (2008), bahwa kotoran manusia (human feces) dengan banyak 0,25 – 0,4 kg/hari dengan kandungan bahan kering (BK) 23% dapat menghasilkan biogas 0,020 – 0,028 m3/kg.BK dengan lama proses pembentukan selama 30-90 hari, sehingga jika dalam satu rumah terdapat 5 orang maka biogas yang dihasilkan adalah:

5 orang X 0,4 kg = 2 kg/hari

Tabel 3. Konversi Biogas dan Penggunaannya Penggunaan Energi 1m3_biogas Penerangan Lampu 60 – 100 Watt selama 6 jam

Memasak Memasak 3 jenis makanan untuk 5 – 6 orang Tenaga Menjalankan motor 1 hp selama 2 jam Listrik 4,7 kWh energi listrik

(Sumber: Suriawiria dalam Hanif,2012)

Tabel pembanding dari 1 m3 biogas yang diperoleh dengan energi konvensional sebagai berikut:

(11)

Reaksi-reaksi yang terjadi selama proses konversi human feces menjadi biogas

Pihak-pihak yang terlibat dalam pengimplementasian Pemanfaatan Biogas Dari Human Feces Sebagai Upaya Meminimalisir Pencemaran Air Dan Krisis Energi Masyarakat Tepian Sungai Kapuas

Pihak-pihak yang dipertimbangkan dapat mengimplementasikan proyek pemanfaatan biogas dari human feces sebagai upaya meminimalisir pencemaran air dan krisis energi masyarakat tepian sungai Kapuas.

Pemerintah

(12)

monitoring dan evaluasi terhadap penggunaan dan efektivitas alat yang dibuat. Hal ini pemerintah daerah dapat bekerja sama dengan badan pengembangan penyehatan lingkungan permukiman.

Dinas Kesehatan

Peran dinas kesehatan dalam pengimplementasian pemanfaatan biogas dari human feces sebagai upaya meminimalisir pencemaran air dan krisis energi masyarakat tepian sungai Kapuas diantaranya : (1) memonitoring kesehatan masyarakat yang menggunakan alat tersebut di lingkungan daerah tepian sungai kapuas; (2) membantu dalam hal mengkampanyekan agar masyarakat tidak membuang air besar kedalam sungai.

Dinas Kebersihan dan Pertamanan Kota

Peran dinas kebersihan dan pertamanan kota dalam pengimplementasian pemanfaatan biogas dari human feces sebagai upaya meminimalisir pencemaran air dan krisis energi masyarakat tepian sungai Kapuas diantaranya : (1) memonitoring proses penggunaan alat ini agar pemakaiannya sesuai dengan prosedur yang benar; (2) membantu dalam hal mengkampanyekan agar masyarakat tidak membuang air besar kedalam sungai.

Badan Pengembangan Penyehatan Lingkungan Permukiman

Peran badan pengembangan Penyehatan Lingkungan Permukiman dalam pengimplementasian pemanfaatan biogas dari human feces sebagai upaya meminimalisir pencemaran air dan krisis energi masyarakat tepian sungai Kapuas diantaranya : (1) membantu memberikan penyuluhan ke masyarakat tepian sungai dalam hal penggunaan alat tersebut; (2) memonitoring proses penggunaan alat tersebut agar pemakaian sesuai dengan prosedur yang benar; (3) melakukan uji kelayakan alat dalam menghasilkan bahan bakar yang dihasilkan; (4) melakukan pembaruan dan inovasi terhadap bagian-bagian alat yang rusak atau tidak dapat berfungsi dengan semestinya.

Masyarakat Tepian Sungai

(13)

Langkah-langkah strategis keberhasilan Pemanfaatan Biogas dari Human Feces Sebagai Upaya Meminimalisir Pencemaran Air dan Krisis Energi Masyarakat Tepian Sungai Kapuas.

Langkah-langkah strategis yang dapat digunakan untuk pengimplementasian pemanfaatan biogas dari human feces sebagai upaya meminimalisir pencemaran air dan krisis energi masyarakat tepian sungai Kapuas dapat dilihat pada Tabel 5.

Tabel 5. Langkah-langkah strategis yang pengimplementasian pemanfaatan biogas dari human feces.

Tahap

Pokok Sub Tahap Keterangan

Perencanaan Pemetaan pihak-pihak yang akan terlibat dalam program ini

Tahap ini, pemerintah menentukan pihak-pihak yang akan terlibat dalam pelaksanaan program ini dan pembagian kerja kepada masing-masing pihak terkait

Pengumpulan data

Tahap pengumpulan data, pihak yang telah ditetapkan dapat melakukan pendataan mengenai jumlah penduduk ditepian sungai yang masih menggunakan jamban terampung di Kalimantan Barat, kondisi jamban terampung, kondisi sungai dan lingkungannya serta kondisi kesehatan masyarakat.

Analisis desain Pada tahap ini, pihak-pihak terkait yang ahli dan kompoten dalam hal pembuatan alat ini melakukan analisis yang telah dirancang serta menentukan desain alat terbaik yang sesuai kebutuhan masyarakat, kondisi lingkungan, kemudahan dalam pengoperasian dan pemeliharan alat serta menghasilkan bahan bakar dengan jumlah yang efektif.

Penentuan mitra

pembuatan alat

Pada tahap ini akan dilakukan penentuan mitra yang akan membuat alat. Mitra tersebut tentunya memiliki kemampuan serta dapat dipercaya dapat menyukseskan alat ini. Pada tahap ini pula, mitra yang akan menjalankan program ini diberikan desskripsi desain alat yang akan dibuat.

Rancangan anggaran biaya

(14)

disusun berdasarkan data yang telah dikumpulkan dengan perkiraan harga satu kali pembuatan alat dan lain-lain. perangkaian alat oleh pihak terkai sesuai dengan desain yang telah ditetapkan sebelumnya.

Uji kelayakan alat

Setelah proses pembuatan sebuah alat selesai, maka akan dilaksanakan uji kelayakan oleh pihak-pihak terkait. Apabila terdapat masalah pada alat yang dibuat, akan dilakukan perbaikan dengan solusi terbaik agar alat dapat berfungsi sesuai dengan desain. Setelah proses uji kelayakan dilaksanakan dan tidak terdapat masalah, maka akan diteruskan proses pembuatan alat.

Sosialisasi Tahap sosialisasi dilaksanakan setelah proses pembuatan dan perangkaian alat selesai dibuat. Pemerintah daerah setempat dapat memberikan sosialisasi berupa fungsi, cara kerja, cara penggunaan, dan cara pemeliharaan alat kepada masyarakat yang meneima bantuan alat yang diberikan secara gratis oleh pemerintah.

Evaluasi Monitoring Tahap monitoring dilakukan oleh pihak-pihak terkait dengan melakukan monitoring terhadap keefektifan alat dalam menghasilkan bahan bakar sebagai bahan bakar pengganti serta memonitoring teknis penggunaan dan pemeliharan alat yang dilakukan oleh masyarakat.

(15)

KESIMPULAN

Biogas dari Human feces merupakan biogas yang dihasilkan dari human feces atau kotoran manusia (tinja). Human feces memiliki nisbah C/N sebesar 8, sehingga human feces dapat dijadikan substrat penghasil biogas. Proses konversi human feces menjadi biogas melewati tahapan diantaranya hidrolisis (hidrolisis karbohidrat, protein, dan lemak oleh enzim-enzim hidrolisa menjadi monomer-monomernya), asidifikasi (hasil dari hidrolisis diasamkan oleh bakteri asetogen menjadi asam-asam organik), dan metanogenesis (pembentukan gas metana dari asam-asam organik oleh bakteri metanogen). Biogas yang diperoleh jika dalam satu rumah tediri dari 5 orang maka diperoleh ± 2 kg/hari human feces, dari jumlah tersebut dikonversikan akan diperoleh biogas sebanyak 0,39 m3/bulan, sehingga jika terhitung selama 90 hari dalam satu rumah dapat diperoleh biogas dari human feces sebanyak 1,17 m3_.

Tahap implementasi yang akan dilaksanakan dalam tiga tahap yaitu perencanaan, pelaksanaan, dan evaluasi. Tahap perencanaan terdiri dari tahap pemetaan pihak-pihak yang akan terlibat dalam program ini, pengumpulan data, analisis desain, penentuan mitra pembuatan alat, dan rancangan anggaran biaya. Pada tahap pelaksanaan terdiri dari tahap proses pembuatan dan perangkaian alat, uji kelayakan alat, dan sosialisasi. Sedangkan pada tahap evaluasi terdiri dari tahap monitoring dan evaluasi.

(16)

Kelompok Tani Mekarsari Desa Dander Bojonegoro Menuju Desa Mandiri Energi.Artikel Penelitian:Institut Teknologi Sepuluh November. Jamaludin.2010.Penggunaan Septic Tank Terapung Komunal Untuk

Meningkatkan Sanitasi Lingkungan dan Perekonomian Masyarakat di Pesisir Sungai Kapuas.(online).(http://www.kopdar.blogspot.com , diakses tanggal 10 Maret 2015).

McCarty,P.L.1981.Anaerobic Digestion.Amsterdam,New York:Oxford.

Ntengwe, Felix W.2010.Biogas Production In Coe-Closed Floating-Dome Batch Digester Under Tropical Conditions.International Journal of ChemTech Research.(2)1,483-492.

Wahyuni,Sri.2013. Biogas Energi alternatif pengganti BBM, Gas, dan Listrik. Jakarta: swadaya.

(17)

Biodata Ketua

A.Identitas Diri

1 Nama Lengkap Nashrul Sasmita Maulidi

2 Jenis Kelamin Laki-laki

3 Program Studi Pendidikan Kimia

4 NIM F17111017

5 Tempat dan Tanggal Lahir Singkawang, 03 September 1993

6 E-mail [email protected]

7 Nomor Hp 08989001248

B.Riwayat Pendidikan

SD SMP SMA

Nama Institusi SDN 13 Singkawang

C.Penghargaan dalam 10 tahun terakhir

No

Jenis Penghargaan Institusi Pemberi

Penghargaan Tahun

1 Juara 1 Lomba Poster Bulan

Bahasa Man Singkawang Man Singkawang 2010

2 Juara 2 Baca Puisi Bulan

Bahasa Man Singkawang Man Singkawang 2010

3 Peringkat 1 Siswa Teladan

Man Singkawang Man Singkawang 2010

4 Juara 3 LCT TAP MPR Se-Kota Singkawang

Dinas Pendidikan Kota

Singkawang 2010

5 Juara 1 Lomba Debat DN

Himdika FKIP Untan Himdika FKIP Untan 2013 6 Finalis 10 Besar Essai EDC

8 Finalis 10 Besar Lomba Debat

(18)

Nasional

(19)

1 Nama Lengkap Santy

2 Jenis Kelamin Perempuan

4 NIM F02112072

5 Tempat dan Tanggal Lahir Pontianak, 18 Agustus 1994

7 Nomor Hp 089694146649

SD SMP SMA

Nama Institusi SDN 04 Pontianak

SMPN 16 Pontianak

SMAN 2 Pontianak

Jurusan - - IPA

Tahun Masuk-Lulus 2000-2006 2006-2009 2009-2012

No

Penghargaan Tahun

1 Juara 3 Lomba Eksperimen Tingkat se-KalBar

HIMDIKA FKIP

UNTAN 2011

(20)

1 Nama Lengkap Wikke Prawitaningtyas

2 Jenis Kelamin Perempuan

4 NIM F02112022

5 Tempat dan Tanggal Lahir Pontianak, 21 Januari 1995

7 Nomor Hp 089693313919

SD SMP SMA

Nama Institusi SD N 70 PTK SMP N 02 PTK SMA N 02 PTK

Jurusan - - IPA

No

Penghargaan Tahun

1 Juara 2 Debat Pekan Raya Pendidikan FKIP Untan se-KalBar

BEM FKIP Untan 2013

(21)

1 Nama Lengkap Rody Putra Sartika,M.Pd

2 Jenis Kelamin Laki-laki

3 NIDN 0008118601

4 Tempat dan Tanggal Lahir Kuala Secapah, 08-11-1986

6 Nomor Hp 085252526794

SD SMP SMA

Nama Institusi SDN 02 Sui.Kunyit

C.Pemakalahan seminar ilmiah

No Nama Pertemuaan

Ilmiah/Seminar Judul Artikel Ilmiah

Waktu dan Tempat 1. Seminar Nasional Sains Pengaruh Pendekatan

Problem Posing Bersetting Think Pair Share (PP-TPS)

2. Seminar Internasional Pendidikan

D.Penghargaan dalam 10 tahun terakhir

No Jenis Penghargaan Institusi Pemberi

Penghargaan Tahun

(22)

Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan PKM-GT.

Pontianak, 20 Maret 2015 Dosen Pembimbing,

(23)

(24)

(25)

2. Katup 3. Pelampung

4. Penampung I dan Pipa Penghubung 5. Disgester

6. Slurry pit

7. Pipa penghubung 8. Manometer 9. Kompor 10. Lampu Gas 11. Toilet

12. Dapur 11

1

12

DITIMBUN DALAM

TANAH

2

3

4

4 2

5 6

7

8 2

9 10