APLIKASI EKOLOGI TEKNIK ECO PARK DALAM M

(1)

1 Eco-Par k dan Effluent Industr i (Limbah) Ian Kur niaw an, S3 Ilmu Lingkungan

APLIKASI EKOLOGI TEKNIK (ECO-PARK)

DALAM MENGURANGI EFFLUENT (LIMBAH) INDUSTRI

DAN UNTUK KONSERVASI SUMBER DAYA ALAM INDONESIA

I. Latar Belakang

Persaingan global (global competition) timbul pada suatu wilayah

untuk dapat memperoleh pangsa pasar dan kesempatan tidak terkecuali di

Indonesia sendiri. Persaingan industri berskala global mendorong

industri-industri untuk dapat melakukan efisiensi biaya dan diferensiasi produk.

Globalisasi menciptakan diversifikasi pasaar, persaingan yang semakin

banyak, serta pilihan pasar yang semakin lebar. Perkembangan teknologi

yang begitu cepat akan mendorong persaingan suatu wilayah/negara untuk

menghasilkan suatu produk yang ramah lingkungan serta menggunakan

sumber daya alam yang sustainable (Azapagic, 2005). Untuk dapat

bersaing secara global, setiap negara perlu merumuskan visi dan misinya

sebagai pola dasar perkembangan wilayah-wilayah yang ada didalamnya.

Perumusan visi dan misi yang spesifik, tepat dan akurat akan mendorong

suatu wilayah meraih keunggulan daya saing yang berkelanjutan,

pertumbuhan wilayah serta peningkatan nilai tambah melalui

pengembangan produk-produk unggulan. Usaha untuk merumuskan visi

dan misi perkembangan wilayah yang berdaya saing tinggi memerlukan

analisis lingkungan eksternal dan internal.

Dunia usaha harus tanggap dan terus mengembangkan

keterampilannya dalam membaca pasar, mengandalkan kepiawaiannya

menguasai pasar, meramalkan pola permintaan yang terus berubah, dan

juga dituntut untuk membentuk suatu sistem “kepiawaian sosial” guna

menemukan, memahami dan menafsirkan isyarat perubahan pola

pembangunan. Tantangan lain yang akan muncul tantangan bagi

lingkungan, bila dulu tantangan tersebut hanya berupa pencemaaran lokal

(2)

terus mendorong dilakukannya efisiensi dan mengurangi pemborosan

terhadap energi dan sumber daya alam dan mengurangi pencemaran.

SOURCE REDUCTION

IN-PROCESS RECYCLING

OUT-OF-PROCESS RECYCLING

OFF-SITE RECYCLING

WASTE TREATMENT

SECURE DISPOSAL

DIRECT RELEASE

Allen dan Shonnard (2002) mengemukakan langkah-langkah

pembenahan yang diperlukan untuk menuju terimplementasinya Ekologi

Teknik akan meliputi 6 aspek, yaitu:

1. Industrial ecosistem : Penciptaan ekosistem industri

- Ekosistem industri merupakan perpanjangan logis dari pemikiran

tentang siklus-hidup (life-cycle), yang bergerak dari assessment ke

implementasi.

- Life-cycle akan melibatkan “loop tertutup” dengan:

 Melakukan daur ulang (recycling)

 Pemakaian material dan energi yanga da dalam sistem secara maksimum

 Peminimuman jumlah limbah yang dihasilkan

 Re-evaluasi limbah sebagai bahan baku proses yang lain

2. Biosphere Interface: penyeimbangan input dan output industri dengan

daya dukung (kapasitas) ekosistem alami. Gagasan ini digunakan untuk

menghindari/meminimumkan tekanan industri terhadap lingkungannya,

(3)

saling terhubung (interfaced). Implementasi dari hal ini memerlukan

dukungan pengetahuan yang luas dan dalam mengenai dinamika

ekosistem alami, baik pada skala local amupun global. Penyeimbangan

input-output industri dengan kapasitas ekosistem memerlukan

pengetahuan yang luas tentang dinamika ekosisitem alam pada tingkat

lokal maupun global. Untuk itu dibutuhkan:

- Pengetahuan rinci tentang kapasitas asimilasi ekosistem;

- Waktu pemulihannya;

- Informasi real-time (real-time information) tentang kondisi lingkungan

terkini.

3. Demateralizatian : Dematerialisasi output industri

Dematerialisasi berarti penurunan intensitas materi dari suatu produk

industri. Trend kearah dematerialisasi digerakkan oleh 4 faktor, yaitu:

- Naiknya ongkos produksi, terutama karena pemrosesan bahan

cenderung energi-intensive process

- Meningkatnya kompetisi dari bahan-bahan pengganti (substitute

materials), banyak diantaranya memiliki sifat yang lebih superior dan

harga lebih murah.

- Bahan-bahan material secara berurutan dan akumulatif sudah

menjenuhi pasar.

- Orang mulai sadar untuk memilih barang dan jasa yang lebih kompak

dan praktis (kandungan materialnya lebih kecil).

4. Industrial Metabolism : Perbaikan (improvement) jalur metabolism

proses-proses industri dan penggunaan material. Metabolisme industri

dan ekosistem industri merupakan konsep yang searah. Gagasan

tentang ekosistem industri berfokus pada proses saling tukar yang

efisien dari produk samping dan produk antara(intermediates) antara

pelaku industri. Metabolism concern terhadap efisiensi proses-proses

metabolic yang terjadi dalam perusahaan individual maupun proses

(4)

- Mereduksi jumlah tahapan dapat merupakan cara efektif untuk

meningkatkan efisiensi energi

- Penghapusan suatu tahapan proses seringkali lebih feasible

dibandingkan dengan pencapaian yang diperoleh karena

peningkatan-peningkatan efisiensi secara kecil-kecilan (incremental improvement in

the efficiency) pada setiap langkah proses.

- Kebanyakan proses yang ada saat ini masih jauh dari efisinsi yang

ingin dicapai dalam hal penggunaan material dan energi.

5. Energi system : Pola pemakaian energi yang sistemikEnergi mer.

upakan darah dari aktivitas industri. Ekologi Teknik sangat concern

dalam mempromosikan pengembangan sistem suplai energi yang

berjalan sebagai bagian dari ekosistem industri dan bebas dari dampak

negatif terhadap lingkungannya. Prioritas tertinggi dalam Ekologi

Teknik adalah sebuah pendekatan yang global, sistemik dan

berorientasi lingkungan terhadap pemakaian teknologi energi dan

infrastruktur-infrastruktur penyedia. Pola yang ada sekarang

menunjukkan bahwa energi sourcing dan distribusinya adalah tidak

suistanable, baik dalam hal polusi yang dihasilkan maupun

ketersediaannya yang terbatas, karena kebanyakan bersumber dari

minyak fosil (fossil fuel).

6. Policy Innovation : keselarasan kebijakan dengan prospektif jangka

panjang evolusi sistem industri. Ekologi Teknik merupakan sebuah

paradigma baru dalam menyeimbangkan struktur dan optimisasi

kepentingan lingkungan dalam sistem industri. Ekologi Teknik pada

akhirnya tidak dapat mengabaikan dimensi kebijakan. Jika ekologi

teknik diinginkan untuk dapat terlaksana dengan baik dan berdampak

luas, maka dukungan oleh kebijakan-kebijakan yang baru dan inovatif

sangat diperlukan. Kebijakan-kebijkan baru ini meliputi: kebijakan

finansial, ekonomi, hukum, baik dalam lingkup lokal, regional maupun

(5)

5

II. Contoh Aplikasi Kasus Penerapan Sistem Ekologi (Eco-Park) Pada Industri Gula

(Surna dan Mulia, 2004) dengan tambahan modifikasi

(6)

III. Diskusi dan Pembahasan

3.1. Aliran Material dan Energi

Setiap kegiatan industri berhubungan dengan transaksi dan kegiatan

lainnya dan berdampak pada lingkungan sekitarnya. Industri selalu

berusaha untuk memuaskan konsumennya, namun kadang menghadapi

berbagai kendala antara memenuhi kebutuhan konsumen dengan dampak

yang ditimbulkan dari kegiatan industri tersebut untuk memenuhi

kebutuhan konsumennya terhadap lingkungan dalam jumlah dan skala

yang besar. Paradigma lama dalam pengolahan limbah dapat dilihat dalam

skema berikut ini :

Anatomi Proses I ndustri

bahan

baku penyiapan _umpan sintesis pemisahan

pemurnian Produk

Limbah

Paradigma Lama

Dalam hal ini industri gula merupakan industri yang memiliki

sumber material dan energi yang lebih sehingga untuk pengelolaannya

diperlukan suatu konsep sistem ekologi agar limbah/emisi material dan

energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan kembali di industri tersebut

maupun dialirkan atau digunakan kembali untuk industri lain sehingga

limbah material maupun energi yang dihasilkan dari suatu industri induk

dapat dikurangi dan membantu mengurangi beban pencemar terhadap

(7)

Anatomi Proses I ndustri

Paradigma Baru

bahan

baku penyiapan _umpan sintesis pemisahan

pemurnian Produk

Limbah

Dari proses pabrik di atas dapat diidentifikasikan jenis material dan energi

yang dibutuhkan serta limbah yang dihasilkan, yaitu :

 Material yang dibutuhkan adalah: tebu sebagai bahan baku, belerang, kapur dan flokulan sebagai bahan pembantu, air proses.

 Energi yang dibutuhkan adalah: steam, listrik, dan bahan bakar untuk transportasi tetes ke pabrik yang membutuhkan dan sebagai bahan bakar

generator untuk membangkitkan listrik..

 Limbah dan emisi yang dihasilkan adalah: ampas tebu, blotong, tetes tebu, dan air kondensat dari proses kondensasi uap pada proses evaporator, air pencuci, gas dari pembakaran ampas (untuk bahan bakar boiler), debu, dan emisi dari gas buang kendaraan pengangkut tetes.

Sistem yang sudah dilakukan adalah :

 Dari sebagian ampas tebu yang dihasilkan dimanfaatkan oleh pabrik itu sendiri menjadi bahan bakar boiler. Sedangkan yang sebagian lagi belum

(8)

8 Eco-Par k dan Effluent Industr i (Limbah) Ian Kur niaw an, S3 Ilmu Lingkungan  Blotong

Blotong merupakan buangan dari proses penyaringan nira tebu. Blotong

dibuang begitu saja ke lingkungan.

 Tetes

Tetes merupakan hasil samping proses kristalisasi. Tetes dijual ke pabrik

lain untuk diolah menjadi alkohol dan monosodium glutamat.

Kebanyakan pabrik gula terpisah dari pabrik alkohol dan monosodium

glutamat. Sehingga membutuhkan biaya ekstra untuk transportasi dan dan

dapat menghasilkan emisi yang mencemari lingkungan.

 Limbah cair

Limbah cair yang dihasilkan berasal air hasil kondensasi uap pada

evaporator dan air pencuci pada proses penyaringan nira mentah. Limbah

cair ini dialirkan ke unit pengolahan limbah cair.

Dari uraian dan identifikasi pabrik gula diatas dapat dilihat bahwa pabrik ini

mempunyai permasalahan yang belum terselesaikan dengan baik, yaitu :

1. Limbah padat berupa ampas tebu dan blotong dibuang ke

lingkungan sehingga memerlukan lahan yang luas untuk dapat

menampung limbah yang dihasilkan.

2. Emisi gas dan debu dari cerobong pembakaran ampas dibuang ke

lingkungan.

3. Emisi gas dari generator listrik dan dari gas buang kendaraan

pengangkut tetes.

4. Diperlukan energi tambahan berupa bahan bakar untuk

mengangkut tetes dari pabrik gula ke pabrik monosodium

glutamat.

Untuk itu perlu dicari penyelesaian agar dapat meminimalkan kebutuhan

energi, dalam hal ini bahan bakar, serta meminimalkan pembuangan limbah dan

emisi ke lingkungan. Dari contoh kasus di atas dapat dilihat bahwa ada bahan

yang menjadi buangan pabrik tersebut yang dapat dimanfaatkan menjadi produk

(9)

1. Ampas tebu dapat digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan

furfural, pembuatan kertas, pembuatan asam oksalat, makanan ternak,

pupuk kompos.

2. Blotong dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan pupuk organik

yang dapat digunakan untuk menyuburkan tanah dan pupuk yang

dihasilkan digunakan sebagai pupuk pada perkebunan tebu

3. Tetes dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan alkohol dan

monosodium glutamat.

Dengan melihat potensi yang ada dapat dirancang suatu sistem ekologi

dengan mengintegrasikan buangan dari pabrik gula menjadi bahan baku pabrik

lain. Untuk menjamin agar aliran material ini dapat berjalan dengan baik

dan menjamin kualitas gula maka industri/perusahaan melakukan kerja

sama dengan petani di daerah setempat untuk membeli hasil panennya.

Untuk pengembangan dari Industri gula agar limbah material dan energi

dapat dimanfaatkan untuk :

a) Membangun Pabrik alkohol dengan menggunakan molase yang

dihasilkan dari pabrik gula tersebut.

b) Membangun Pabrik Kertas dengan menggunakan bagasse (ampas

tebu) yang kemudian diolah menjadi pulp sebagai bahan baku kertas

dan asam oksalat. Asam oksalat digunakan sebagai pemutih pada pabrik

kertas.

c) Membangun Pabrik semen dari hasil samping pembuatan kertas

berupa lumpur putih.

d) Membangun kompleks peternakan sapi dengan menggunakan sisa

gula sebagai pakannya.

e) Membangun pabrik penghasil susu murni, susu bubuk dan yogurt.

f) Membangun rumah pengepakan daging sapi.

g) Daun tebu yang dibuang dari perkebunan tebu diolah menjadi briket dan

(10)

3.2. Konsep Pengembangan Ekologi Teknik

Adanya kerja sama antara industri satu dengan yang lainnya dapat

meminimalisir limbah yang dihasilkan sehingga beban terhadap

lingkungan dapat dikurangi. Dengan menghitung kuantitas sumber daya

input dan residu yang dihasilkan, industri dapat berusaha untuk

mengurangi beban pencemaran dan mengoptimasi sumber daya materi dan

energi yang dihasilkan secara efisien. Konsep dasar pengembanngan

Ekologi Teknik ini adalah untuk mengidentifikasi dan menelusuri aliran

energi dan massa melalui berbagai sistem. Konsep ini mengacu pada

industrial metabolisme yang dapat digunakan untuk menelusuri aliran

massa dan energi, proses transformasi, dan aliran massa atau energi yang

hilang dari sistem. Neraca massa dari aliran-aliran ini serta proses

transformasi dapat digunakan untuk mengidentifikasi pengaruh buruknya

terhadap ekosistem alami. Ilustrasi strategi pengolahan limbah

digambarkan sebagai berikut :

Strategi pengelolaan limbah

Pengurangan limbah di

sumber

Penghematan SDA

Pengurangan “volum” dengan

pengolahan

Pembuangan akhir yang

cocok Peningkatan

efisiensi

Reuse & Recycle

Analisis resiko

Minimasi dampak terhadap kesehatan

(11)

Allen dan Shonnard (2002) mengemukakan terdapat beberapa

analogi antara industri dan ekosistem alami. Sistem alami

menngembangkan sistem linear (terbuka) menjadi sistem siklik (tertutup)

selama berjuta-juta tahun terdapat keseimbangan yang dinamis antara

organisme hidup, tumbuhan dan berbagai proses biologis fisik dan kimia

di alam. Tidak ada yang meninggalkan sistm karena buangannnya

digunakan sebagai substrat bagi organism lainnya. Sistem alami ini

ditandai oleh tingginya tingkat integrasi dan interkoneksi. Ekologi Teknik

menggambarkan analogi antara sistem industri dan sistem alami yang

bertujuan untuk merangsang proses evolusi sistem industri sehinga

mencapai karakteristik yang sama seperti yang didiskripsikan mengenai

sistem ekosistem alami. Konsep pengembangan Ekologi Teknik akan

mencapai keseimbangan yang dinamis antara tingkat integrasi dan

interkoneksi yang terdapat di alam, baik sistem alami maupun siklus

energi dan materi di industri. Energi dan materi mengalir melalui berbagai

produk dari proses yang terintegrasi untuk mencapai keseimbangan dalam

industri sehingga lingkungan secara global dapat terjaga kuantitasnya.

IV. Kesimpulan Sementara

Konsep Ekologi Teknik yang diterapkan pada industri dapat

mengurangi limbah yang dihasilkan sehingga kemampuan alam untuk

mendegradasi tidak terbebani. Dari uaraian diatas dapat di ambil bebrapa

kesimpulan, yaitu: Dengan menerapkan konsep Ekologi Teknik maka

sumber daya alam dapat terjaga.

a) Dapat menghemat energi baik yang tebarukan dan tak terbarukan.

b) Dapat meningkatkan efisiensi energi

c) Limbah yang dihasilkan dapat diminimalisir dengan mengintegrasikan ke

industri lain sehingga beban pencemaran lingkungan berkurang.

d) Dapat meningkatkan taraf hidup dan kesehatan masyarakat terutama

(12)

Rencana Tema Disertasi “Pengolahan Limbah Media Wetland dalam

Mengurangi Beban Pencemaran Lingkungan Tinjauan Persfektif

(13)

2. Alternatif II

(14)

3. Alternatif III

Filter Clarifier

Landfill

Biological ponds

Ke sungai Air limbah

dari pabrik

Ekualisasi

P02

P03 P04

P05

Wetland

Larutan H2SO4

Netralisasi Emergency pond

(15)

DAFTAR PUSTAKA

Azapagic, A. Dkk. 2005. Sustainable Development in Practice: Case Studies for Engineers and Scientists. John Wiley & Sons.

Allen, T.D. and David Shonnard, 2002. Green Engineering,

Environmentally Conscious Design of Chemical Processes, Prentice . Hall Inc. USA.

Henny, C. Dkk. 2012. Kajian Pengolahan Limbah Olahan Kelapa Sawit dengan Sistem Lahan Basah Buatan untuk Pengendalian Pencemaran di Riau, Pusat Penelitian Limnologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia, Jakarta.

Purwati, S. 2007. Potensi dan Pengaruh Tanaman pada Pengolahan Air Limbah Pulp dan Kertas Sistem Lahan Basah. ISSN 00059145. Balai Besar Pulp dan Kertas, Bandung.

Surna T. Djajadiningrat dan Melia Famiola, 2004. Kawasan Industri Berwawasan Lingkungan, Eco – Industrial Park, Rekayasa Sains, Bandung.