Pengelolaan Limbah Cair Industri Kelapa

LATAR BELAKANG

• Minyak kelapa sawit (CPO) saat ini adalah sumber minyak nabati terbesar di dunia. Menurut laporan oil world pada tahun 2011, Minyak kelapa sawit

memberikan andil sekitar 27% atau 46 juta ton terhadap total minyak nabati di dunia. Produksi minyak nabati berikutnya diikuti oleh soybean, rapeseed dan sunflower.

• Sementara itu, sebagai negara dengan paling besar penghasil minyak kelapa sawit adalah Indonesia. Pabrik kelapa sawit (PKS) yang berjumlah lebih dari 640 di

seluruh Indonesia memproduksi CPO sekitar 23 juta ton atau 46% dari total produksi CPO di dunia (Oil world, 2011).

• Untuk menghasilkan CPO, PKS juga menghasilkan limbah. Seperti yang dapat dilihat pada gambar 2. Limbah yang keluar dari PKS berbentuk padatan, gas, dan cair. Limbah yang keluar dari PKS sebenarnya belum bisa dikatakan 100% sebagai limbah, lebih tepat dikatakan produk samping atau side product.

• Limbah yang menjadi perhatian di PKS adalah limbah cair atau yang lebih dikenal dengan POME (palm oil mill effluent). POME ialah air buangan yang dihasilkan oleh pabrik kelapa sawit utamanya berasal kondensat rebusan, air hidrosiklon, dan sludge separator. Setiap ton TBS yang diolah akan terbentuk sekitar 0,6 hingga 1 m3 POME. POME kaya akan karbon organik dengan nilai COD lebih 40 g/L dan kandungan nitrogen sekitar 0,2 dan 0,5 g/L sebagai nitrogen ammonia dan total nitrogen. Sumber POME berasal dari unit pengolahan yang berbeda, terdiri dari:

• 60% dari total POME berasal dari stasiun klarifikasi

• 36% dari total POME berasal dari stasiun rebusan

SUMBER AIR LIMBAH INDUSTRI KELAPA SAWIT

• Industri ini membutuhkan air dalam mengekstraksi bahan baku kelapa sawit. Sekitar 50% menghasilkan air limbah dalam buangan limbah palm oil mill effluent

(POME), sisanya 50% menguap melalui

steam, utamanya melalui sterilizer exhaust, piping leakages, as well as wash waters.

• The POME effluent, air limbah khususnya pada dasarnya merupakan hasil :

1. Sterilasasi bahan baku - sterilizer

condensate is about 36% of total POME; 2. Pengendapanhasil ekstrak crude palm oil

-clarification wastewater is about 60% of total POME; and

3. Hydrocyclone separation of cracked

ISU LINGKUNGAN

• Secara umum Palm oil mills menimbulkan :

1. Jumlah besar buangan oli dengan kondisi sangat ekstrem kandungan zat organik;

2. Asap dan partikulat buangan proses; 3. Bau, dan

4. Bising

• Isu lingkungan pada industri kelapa sawit ini utamanya dikatikan :

1. Pencemaran air pada sumber-sumber air baku;

2. Penyimpanan sementara yang tidak tepat dari solid waste materials including boiler and incinerator ash, decanter solids, spent bleaching earth and sludge separator residue;

3. Aplikasi penggunaan tanah penyubur dari penggunaan limbah cair;

4. Polusi udara yang disebabkan proses industri seperti pembakaran dan pengoperasian boilers

QUANTITIES AND CHARACTERISTICS OF PALM OIL MILL EFFLUENT (POME)

• Hingga mencapai 1.5 m3 air yang

digunakan untuk memproses 1 ton fresh fruit bunches (FFB). Sekitar 50% menjadi palm oil mill effluent (POME) sisanya 50% menjadi uap pengoperasian boiler,

termasuk sisanya hilang melalui kebocoran pipa dan atau pembersihan tangki2.

• The POME merupakan kombinasi dari berbagai sumber air limbah industri kelapa sawit :

1. Sterilizer condensate (about 36% of total POME);

2. Clarification wastewater (about 60% of total POME); and

POME is the effluent from the final stage of palm oil production in the mill. POME is a colloidal suspension with containing :

Water : 95-96%, Oil : 0.6-0.7%

Total solids : 4-5%, including 2-4% suspended solids BOD : 23,500 to 29,300 mg/L

COD : 49,000 to 63,600 mg/L Oil and grease : 8,370 mg/L

Total solids : 26,500 to 45,400 - 17,100 to 35,900 mg/L

QUANTITIES AND CHARACTERISTICS OF PALM OIL MILL EFFLUENT (POME)

The total palm oil production in 1998 was about 8.3 million tonnes, which averages about 28,000 cubic meters per day. Based on this quantity of daily crude palm oil production, the following pollution load statistics may be derived for the palm oil industry as a whole:

• Total quantity of effluent generated per day (@ 3.5 m3 effluent/tonne oil) : 98,000 cubic meters;

• Total BOD5 load of raw effluent generated per day (@ 25,000 mg/L) : 2,450 tonnes ;

BAKU MUTU AIR LIMBAH

IN-PLANT CONTROL AND HOUSEKEEPING MEASURES

Effective in-plant process control and good housekeeping

measures are most essential to minimise waste generation

and wastage of resources, as well as to reduce the pollutant

load to be removed in the effluent treatment process and its

treatment costs. The following are the principal in-plant

•

Control and cleaner production measures for crude palm

oil mills:

•

Control of water usage;

•

Control of oil clarification temperature;

•

Control of oil spillages and leaks;

•

Proper design and operation of oil traps;

•

Separation of effluent and stormwater drainage systems;

and

TREATMENT TECHNOLOGIES FOR PALM OIL MILL EFFLUENT

Pre-Treatment of POME

•

The contents of POME are essentially organic and moderately

biodegradable. The biodegradability is influenced by the extent

of cellulosic materials present such as the palm fibre residues

as well as the residual oil content.

•

The effluent treatment technologies for POME are therefore

invariably combinations of physical and biological processes.

The physical treatment includes pre-treatment steps such as

screening, sedimentation and oil removal in oil traps prior to

the secondary treatment in biological treatment systems.

•

Sand and grit that accompany the fresh fruit bunch and

residual oil are removed in a sand trap and/or oil trap. The oil

trap consists of a baffled pit or sump that retains the

wastewater for at least 10 hours. Hydraulic retention times

TREATMENT TECHNOLOGIES FOR PALM OIL MILL EFFLUENT

Biological Treatment of POME

Untuk mencapai baku mutu air limbah

industri kelapa sawit memerlukan

kombinasi proses pengolahan dengan

fisik. Jenis pengolahan biologis yaitu :

1. Anaerobic-Facultative Lagoon System

2. Anaerobic-Aerated Lagoon System

3. Anaerobic Reactor-Aerated Lagoon

System

4. Anaerobic Lagoon-Land Application

System

Anaerobic-Facultative Lagoon System

Di dalam sistem ini, anaerobic

treatment process

membutuhkan kolam

anaerobic atau lagoons.

Komponen penting dalam

sistem pengolahan ini adalah:

•

De-oiling Tank;

•

Acidification ponds;

•

Methanogenic ponds;

•

Facultative ponds; and

Anaerobic-Aerated Lagoon System

• Pengolahan ini menyerupai Anaerobic-Facultative Lagoon System, hanya

dilakukan supply oksigen dengan

mekanikal aerator untuk aerobic biological processes.

• Umumnya pengolahan ini melalui oksidasi mekanikal memiliki efisiensi lebih tinggi pada aerated lagoons; secara keseluruhan efisiensi anaerobic-aerated lagoon system dapat mencapai 99.8%; hasil akhir

konsentrasi BOD5 kurang dari 100 mg/L. Biaya operasi menjadi tinggi akibat

penggunaan energi utk pengoperasian mekanikal aerasi dan pemeliharaanya.

• Kedalaman lagoon mencapai 5 meter yang digunakan, dimana hydraulic retention time adalah 15 and 20 days; i. e. extended aeration.

Anaerobic Reactor -Aerated Lagoon

System

• Conventional Anaerobic Digester

• Anaerobic Contact Process

• Up-flow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) Reactor

Anaerobic tank digesters are much more capital intensive than anaerobic lagoons, but have the following advantages:

1. Extremely compact and occupy a fraction of the space required by anaerobic lagoons;

2. Higher organic loading rates and therefore much shorter hydraulic retention times; HRTs are about 10 to 20 days for closed tank digesters compared to about 45 to 80 days foranaerobic lagoons;

3. Closed tank digesters with complete internal mixing and operating at the high thermophilic temperature range of between 42 oC and 55 oC require an HRT of about 10 days or less;

4. The organic loading rate for closed-tank anaerobic digesters is typically about 3.0 to 5.0 Kg BOD5/m3.day; Open tank

digesters without internal mixing and operating at the normal mesophilic temperature range of about 30 oC to 35 oC require an HRT of about 20 days;

5. The organic loading rate for open tank anaerobic digesters is typically about 0.8 to 1.0 Kg BOD5/m3day;

6. Higher treatment efficiency of between 60% and 90% BOD removal;

BIOGAS PRODUCTION

Parameters 30 ton/h mill 45 ton/h mill 60 ton/h mill Biogas plant rate 20

m³/hour Equivalent energy 4,204 – 6,852

MJ/hour

6,852 – 8,400 MJ/hour

8,400 – 11,088 MJ/hour Electricity potency + 1,000

kW

+ 1,500 kW

+ 2,000 kW

Substance Temperature Range °C

pH

Methanobacterium 37 –45 Methanobrivibacter 37 –40

Methanosphaera 35 –40 6.8 Methanothermus 83 –88 6.5 Methanococcus 35 –40

Methanocorpusculum 30 –40 Methanoculleus 35 –40

Methanogenium 20 –40 7.0 –7.5 Methanosarcina 30 –40

Methanothrix 35 - 50 7.1 –7.8

Genus Gas yield m³/kg

CH4 Content % by volume Carbohydrates 0.830 50 Proteins 0.610 65 Lipids 1.430 71

SPECIFIC BIOGAS YIELDS

Temperature Range For Methane Production

Temperature (°C) Methan Production

35 Optium

32– 31 Minimum

21 – 31 Little, Digester Going “Sour” < 21 Nil,Digeter is “ Sour”

Feature Mosophilic

Digester

Thermophilic Digester

Loading Rates Lower Higher Destruction of pathogens Lower Higher Sensitivity of toxicants Lower Higher Operational costs Lower Higher Temperature control Less difficult More difficult

Michael H. Gerardi: The Microbiology of Anaerobic Digesters, 2003

27

Operasi

SUATU PROSES PEMANFAATAN SUMBER DAYA

UNTUK MENGHASILKAN PRODUK (BARANG DAN

JASA) YANG BERGUNA UNTUK MENCAPAI TUJUAN

DAN SASARAN ORGANISASI.

Pemeliharaan

UPAYA UNTUK MENJAGA SUPAYA SARANA IPAL

KELAPA SAWIT MAMPU BERFUNGSI SECARA

MEMUASKAN SESUAI RENCANA.

28

OPERASI & PEMELIHARAAN IPAL

PROSES

INPUT

_OUTPUT

umpan balik



Air Limbah



SDM



Dana



Peralatan



Enerji



Bahan Kimia

Effluent Air Limbah

Yang memenuhi

SIKLUS DEMING

plan

do

check

action

continual

30

SISTEM

MANAJEMEN

OPERASI &

PEMELIHARAAN

KEBUTUHAN SUMBER

DAYA DAN ANGGARAN

RENCANA PROGRAM KERJA &

PENJADWALAN

PENGORGANISASIAN PEBYUSUNAN DOKUMEN (sop & instrksi kerja)

IDENTIFIKASI KEBUTUHAN O&M

EVALUASI TERHADAP PENYIMPANGAN KINERJA

DAN PROSEDUR

SIKLUS SISTEM MANAJEMEN OPERASI DAN PEMELIHARAAN

PELATIHAN STAFF

PELAKSANAAN OPERASI & PEMELIHARAAN

EVALUASI KINERJA OPERASI DAN PEMELIHARAAN USULAN TINDAKAN

31

1.

DUKUNGAN PENUH DARI MANAJEMEN PUNCAK

2.

KEPEMIMPINAN YANG KOMPETEN

3.

TANGGUNG JAWAB YANG JELAS

4.

DESENTRALISASI / PENDELEGASIAN WEWENANG

5.

PENYEDIAAN SUMBER DAYA

6.

DAPAT DIPERTANGGUNG JAWABKAN

7.

KESEDERHANAAN

8.

KELENGKAPAN

9.

KELENTURAN

10.

ARUS INFORMASI YANG CEPAT

PERMASALAHAN PENGELOLAAN IPAL

1.

Jumlah, Kualifikasi, Kompetensi SDM

2.

Perencanaan IPAL yang salah/tidak sesuai

3.

IPAL sudah tua dan tidak handal (terdapatnya

kerusakan peralatan dan sarana IPAL)

4.

Operasi dan Pemeliharaan Tidak Benar

5.

Sumber Air Limbah Berubah Kapasitas dan Kualitas

6.

IPAL tidak efektip, efisiensi rendah

7.

Tidak didukung manajemen dalam OP

8.

Tidak memiliki SOP IPAL

9.

Sarana Laboratorium tidak memadai

10. Kesalahan dan atau tidak efisien dalam

penggunaan air untuk kebersihan lingkungan

(house keeping)

Agitator CSTR digester

Skid Mounted –Biogas Genset Feeder System

Skid Mounted –POME Feeding System

Reference

Reaktor –Pressure Monitoring - Reference only

Biological H2S Scrubber System

Biogas Dehumidifier- Installation

Containerised - Biogas Generator Set

Bird Eye View of The Biogas Plant Reference