PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWAPENGOLAHAN ENERGI DARI AIR COMBERAN DENGAN BAKTERI METANOGEN SEBAGAI ALTERNATIF BAHAN BAKAR MINYAK DI INDONESIA

BIDANG KEGIATAN:PKM-GAGASAN TERTULIS

Diusulkan oleh:

Ade Cahya Putra 21030114140125/2014Finda Ariati Putri21030114120012/2014Khalidah Nur Mahdi21030114140145/2014Sekar Ayu Septianis21030114120025/2014

UNIVERSITAS DIPONEGORO2015

DAFTAR ISIHalaman Judul..iDaftar IsiiiDaftar GambariiDaftar TabeliiiRingkasan1Pendahuluan2Latar Belakang.......................................................................................2Tujuan Penulisan....................................................................................3Manfaat Penulisan..................................................................................3Gagasan..............................................................................................................4 Kondisi Kekinian Pencetus Gagasan.4Pihak - Pihak TerkaitLangkah StrategisKesimpulanDaftar Pustaka

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Komposisi Air Limbah

DAFTAR TABEL

Tabel. 1 Nilai Rataan Hasil Pemantauan Kualitas Air Sungai Ciliwung 2008

RINGKASAN

PENDAHULUAN

Latar Belakang Masalah Beberapa tahun terakhir ini, permasalahan pencemaran air menjadi permasalahan yang krusial di dunia. Peningkatan tingkat pencemaran air comberan yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi terutama di daerah perkotaan serta kesadaran masyarakat yang masih sangat kurang memberikan dampak buruk dalam peningkatan limbah cair rumah tangga. sehingga diperlukan langkah kongkret untuk menyelesaikan permasalahani ini. Salah satunya adalah dengan pemanfaatan air comberan menjadi sumber energi terbarukan berupa biogas melalui proses anaerob. Limbah adalah buangan dari kegiatan manusia, makhluk hidup lainnya dan proses proses alam yang belum dapat dimanfaatkan karena pengolahannya tidak ekonomis. Jika karena perkembangan teknologi nantinya buangan tersebut dapat dimanfaatkan, maka buangan tersebut tidak dapat lagi disebut limbah. Limbah air comberan adalah air buangan yang berasal dari penggunaan untuk kebersihan yaitu gabungan limbah dapur, kamar mandi, toilet, cucian, dan sebagainya. Komposisi limbah cair rata-rata mengandung bahan organik dan senyawa mineral yang berasal dari sisa makanan, urin, dan sabun. Sebagian limbah rumah tangga berbentuk suspensi lainnya dalam bentuk bahan terlarut. Limbah air comberan ini dapat dibagi 2 yaitu limbah cair kakus yang umum disebut black water dan limbah cair dari mandi-cuci yang disebut grey water. Black water oleh sebagian penduduk dibuang melalui septic tank, namun sebagian dibuang langsung ke sungai. Sedangkan gray water hampir seluruhnya dibuang ke sungai-sungai melalui saluran. Perkembangan penduduk kota-kota besar tersebut semakin meningkat pesat, seiring dengan pesatnya laju pembangunan, sehingga jumlah limbah domestik yang dihasilkan juga semakin besar. Sedangkan daya dukung sungai atau badan air penerima limbah domestik yang ada justru cenderung menurun dilihat dari terus menurunnya debit sungai tersebut.

Pemanfaatan biogas memegang peranan penting dalam manajemen limbah air comberan karena metana merupakan gas rumah kaca yang lebih berbahaya dalam pemanasan global bila dibandingkan dengan karbon dioksida. Limbah cair yang termasuk air comberan pada dasarnya hanya mengandung zat-zat organik yang dengan pengolahan yang sederhana atau secara biologi dapat menghilangkan polutan yang terdapat di air comberan. Proses pembuatan biogas ini dilakukan secara biologis dengan memanfaatkan sejumlah mikroorganisme anaerob berupa Bakteri penghasil metan (metanogens), yang berperan dalam merubah asam-asam lemak dan alkohol menjadi metan dan karbondioksida.Bakteri pembentuk metan antara lain Methanococcus, Methanobacterium, dan Methanosarcina. Selain mengurangi limbah cair rumah tangga, pemanfaatan limbah air comberan adalah salah satu cara untuk memproduksi energi terbaharukan. Karbon dalam biogas merupakan karbon yang diambil dari atmosfer oleh fotosintesis tanaman, sehingga bila dilepaskan lagi ke atmosfer tidak akan menambah jumlah karbon di atmosfer bila dibandingkan dengan pembakaran bahan bakar fosil. Saat ini, banyak negara maju meningkatkan penggunaan biogas yang dihasilkan baik dari limbah cair maupun limbah padat atau yang dihasilkan dari sistem pengolahan biologi mekanis pada tempat pengolahan limbah. Pemanfaatan limbah cair domestik merupakan salah satu cara untuk memproduksi energi terbaharukan.Tujuan Menghasilkan sumber energi (bahan bakar) yang terbarukan, murah dan ramah lingkungan. Mengurangi pencemaran akibat limbah kotoran, Mengurangi ketergantungan masyarakat terhadap sumber energi tak terbarukan seperti minyak bumi.Manfaat mengurangi pengeluaran masyarakat untuk membeli bahan bakar. menambah pendapatan masyarakat, mengurangi dampak buruk penggunaan bahan bakar minyak bumi terhadap lingkungan, meningkatkan kebersihan dan sanitasi lingkungan.

GAGASANBeberapa tahun terakhir ini, Bahan Bakar Minyak sangat dibutuhkan dalam kegiatan sehari-hari. Persediaan bahan bakar minyak yang tidak menentu dan harganya terus melaju menjadi permasalahan yang rumit. Krisis energi yang terjadi dunia juga terjadi di Indonesia. Cadangan energi di Indonesia terutama energi fosil (minyak bumi, batubara) semakin hari semakin menyusut. Hal ini juga diperparah dengan pemborosan dalam penggunaan energi fosil. Penduduk yang semakin meningkat juga menyebabkan ketersedian akan minyak bumi semakin berkurang karena konsumsinya per kapita akan meningkat. Selain itu pula, permasalahan pencemaran air comberan yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi terutama di daerah perkotaan semakin memprihatinkan. Sebagai pe gambilan sampel, kita mengambil contoh air sungai ciliwung yang memiliki tingkat pencemaran tinggi. Dikutip dari data bplhd provinsi dki jakarta pada tahun 2008, beban bod sungai ciliwung di titik manggarai- ancol sebesar 20.674,66 Kg/jam. Untuk lebih detailnya tentang kadar bod do cod ph beserta suhu, bisa dilihat di tabel 1Tabel. 1 Nilai Rataan Hasil Pemantauan Kualitas Air Sungai Ciliwung 2008Stasiun PengamatanKonduktivitas(umhos)TSS(mg/l)DO (mg/l)BOD (mg/l)COD (mg/l)pHSuhu

Atta Awun109.6515.0010.294.803.006.8820.25

Cisampay103.4519.0010.082.107.006.7822.65

Cisarua106.6032.008.811.8010.007.1723.50

Jembatan Gadog109.1556.0010.002.1317.008.4027.70

Katulampa101.0037.009.451.7013.008.2726.95

Sempur118.7544.606.272.607.438.2726.33

Kedung Halang100.0044.006.132.577.307.1626.30

Pondok Rajeg100.0068.009.192.608.007.1627.05

Jembatan Panus127.1536.006.303.409.207.8627.40

Kelapa Dua170.0015.003.8414.1547.337.3027.33

Condet164.0010.003.057.9042.217.4027.85

PA. Manggarai186.5015.002.8312.3633.747.3027.70

Kwitang283.0025.002.5316.8550.687.1028.78

Gn. Sahari599.0035.000.2329.2679.557.5028.50

Ancol482.0024.500.3955.61104.817.5629.50

(Sumber: BLH Bogor, BPLHD Jawa Barat, BPLHD DKI Jakarta, KLH, 2008)

Limbah adalah buangan dari kegiatan manusia, makhluk hidup lainnya dan proses proses alam yang belum dapat dimanfaatkan karena pengolahannya tidak ekonomis. Saat ini limbah air comberan masih belum diolah sedemikian rupa menjadi produk bermanfaat dan tidak mencemari lingkungan. Limbah air comberan dibuang ke saluran saluran air ataupun sungai yang semakin lama menumpuk dan mencemari lingkungan air disekitanya, maka solusi yang ditawarkan untuk permasalahan-permasalah tersebut adalah pemanfaatan air comberan yang tidak bermanfaat menjadi biogas sebagai alternatif persediaan bahan bakar minyak di Indonesia. Komposisi air comberan rata rata mengandung bahan organik dan senyawa mineral yang berasal dari sisa makanan, urin, dan sabun. Sebagian air comberan berbentuk suspensi dan lainnya berbentuk sebagai larutan. Komposisi air comberan

Gambar 1. Komposisi Air Limbah

Pengolahan limbah cair berhubungan erat dengan karakteristik dan kualitasnya. Karena itu proses pengolahan limbah cair ini digolongkan ke dalam tiga bagian, yaitu :1. Pretreatment atau primary treatment terbagi lagi menjadi dua, yaitu :a. Perlakuan fisikaDilakukan terhadap air buangan yang kandungan zat pencemarnya dapat dipisahkan secara mekanis, misalnya penghilangan benda-benda yang mengapung dan padatan tersuspensi.b. Perlakuan kimia Proses pengolahan dimana perubahan, penguraian, atau pemisahan bahan yang tidak diinginkan berlangsung dengan mekanisme reaksi kimia. Dalam proses ini ditambahkan zat kimia dalam jumlah tertentu untuk mencapai hasil yang diinginkan. Disini meliputi pengendapan secara kimia, absorbsi, desinfeksi dan gas transfer.2. Secondary treatmentTujuannya adalah untuk menghilangkan zat organik terlarut dengan proses biologis. Proses ini memanfaatkan mikroorganisme yang aktif untuk merusak zatorganik dan menjadikan stabilnya zat organik dalam air limbah.3. Tertiary treatmentMerupakan proses tingkat lanjut yang bertujuan untuk menghilangkan senyawa kimia organik dan anorganik. Proses ini dapat dilakukan secara fisika, kimia, dan biologi dengan cara filtrasi, stripping, adsorbsi, karbon aktif, reduksioksidasi, dan melalui bakteri atau alga nitrifikasi.4. Pembunuhan kuman (desinfectan)Dilakukan apabila limbah cair mengandung bakteri patogen. Pengolahan limbah secara biologi dapat dibedakan menjadi 2 yaitu:a. Secara anaerob Pengolahan limbah cair secara anaerob berarti yang bekerja atau yang hidup adalah bakteri anaerob yang tidak memerlukan oksigen bebas. Bakteri ini dapat bekerja dengan baik pada suhu yang semakin tinggi sampai 40 derajat celcius, pada pH sekitar 7. Bakteri ini juga akan bekerja dengan baik pada keadaan yang gelap dan tertutup.b. Secara aerobPengolahan limbah secara aerob berarti yang dipergunakan adalah bakteri aerob yang memerlukan oksigen bebas. Bakteri ini akan bekerja dengan baik pada pH sekitar 7 dengan suhu yang semakin tinggi sampai pada 40 derajat celcius. Oleh karena itu dalam pengolahan limbah secara aerob harus dimasukkan oksigen dariudara secara kontinyu. (Darsono,2007)Pihak- Pihak terkait :1. BPPTBadan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) adalah lembaga pemerintah non-departemen yang berada dibawah koordinasi Kementerian Negara Riset dan Teknologi yang mempunyai tugas melaksanakan tugas pemerintahan di bidang pengkajian dan penerapan teknologi. (BPPT, 2015a). BPPT mempunyai kewajiban untuk menguji sebuah teknologi dari segi keselamatan, kesehatan, keamanan bagi masyarakat dan/atau kelestarian lingkungan hidup dan memberikan keputusan seberapa siap teknologi tersebut untuk diterapkan (BPPT, 2015b).2. Kementerian Lingkungan Hidup Dalam hal ini KLH menyusun dokumen AMDAL (Analisis Mengenai Dampak Lingkungan). AMDAL merupakan instrumen pengelola lingkungan yang terdiri dari Kerangka Acuan Analisis Dampak Lingkungan (KA-ANDAL), Analisis Dampak Lingkungan (ANDAL), Rencana Pengelolaan Lingkungan (RKL), dan Rencana Pemantauan Lingkungan (RPL) (Kementerian Lingkungan Hidup, 2015). Dokumen ini berisi mengenai laporan berupa pengaruh yang dapat ditimbulkan oleh pemanfaatan limbah rumah tangga (comberan) yang berkaitan dengan pengaruh terhadap ekosistem maupun kehidupan sosial. Pengaruh ekosistem misalnya air comberan tersebut akan dimanfaatkan untuk pembuatan biogas, apakah dengan pengolahan ini akan menimbulkan efek terhadap ekosistem nya. Kemudian efek sosial, dengan adanya pemnafaatan air comberan ini dipastikan ada perubahan sosial, yang harus dikaji adalah orientasi dari perubahan sosial tersebut.

3. MasyarakatMasyarakat menjadi objek dalam penerapan pengolahan ini. Oleh karena itu, sosialisasi menjadi hal sangat penting dan wajib dilakukan. Agar pengolahan limbah rumah tangga yang setiap harinya bertambah dapat dimanfaatkan dengan baik.

Langkah Strategis

Strategi ini membutuhkan kurang lebih 5 bulan usaha intensive yang akan melibatkan 4 pemangku kepentingan, diantaranya yaitu: BPPT, Masyarakat, Kementrian Lingkungan Hidup.Langkah pertama adalah melakukan dialog-dialog dengan Kementerian lingkungan hidup Republik Indonesia khususnya dengan bidang pengelolaan B3 dalam rencana pengolahan lanjut limbah dalam air comberan. Output dari dialog dialog ini adalah kebijakan yang di keluarkan oleh Kementrian lingkungan hidup untuk memperbolehkan program riset untuk meneliti air comberan tersebut. Pihak-pihak yang dipertimbangjan dapat membantu mengimplementasikan gagasan dan uraian peran atau kontirbusi masing masing pihak. Langkah-langkah strategis yang harus dilakukan untuk mengimplementasikan gagasan sehingga tujuan atau perbaikan yang diharapkan dapat tercapai.

Langkah kedua adalah membentuk grup riset pilihan sesuai bidang terdiri dari peneliti yang berasal dari lembaga peneliti dan perguruan tinggi. Dalam riset grup ini akan meneliti air comberan dari segi sifat kimia dan fisik nya.Langkah ketiga adalah menunjuk mitra / supplier penyedia bahan bahan yang diperlukan selama kagiatan penelitian.Langkah terakhir, melakukan diskusi dengan segala pihak terkait.

Kesimpulan

Ketersediaan minyak bumi yang semakin berkurang dan jumlah penduduk yang semakin meningkat membuat Indonesia mengalami krisis energi. Oleh karena itu pemanfaatan air comberan ini dilakukan sebagai alternatif dalam menaggulangi krisis energi. Air comberan tersebut akan dijadikan biogas sebagai alternatif persediaan bahan bakar minyak di Indonesia. Pemilihan air comberan karena banyaknya limbah rumah tangga tidak terpakai sehingga manfaat yang dapat dirasakan yaitu limbah rumah tangga yang menumpuk setia harinya dapat berkurang dan memberikan manfaat yang tentunya berdampak positif untuk lingkungan dan mengurangi krisis energi yang dialami Indonesia

DAFTAR PUSTAKAAgung, Pambudi, (2008), Pemanfaatan Biogas sebagai Energi Alternatif, Universitas Surakarta. Ahmad adrianto, (2003), Penentuan Parameter Kinetika Proses Biodegradasi Anaerob Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit, Jurnal Natur Indonesia 6 (1), ISN 1410-9379, Pekanbaru. Basuki, B.T., (2001), Pengolahan Limbah Cair Tank Cleaning Tangki Timbun di Instalasi Pertamina UPPDN IV Semarang, Majalah Reaktor, Vol.5, No.2, hal. 67-70, Teknik Kimia, Universitas Diponegoro, Semarang. Budiarsa, I. W dkk, (2009), Biodegradasi Dodecyl Benzene Sulfonat dalam Sistem Lumpur Aktif, Jurnal Bumi Lestari Vol 9 No 1. Hal 66-70. Darsono, V., (2009), Produksi Biogas melalui Pemanfaatan Limbah Cair pabrik Minyak Kelapa Sawit dengan Digester Anaerob, Bengkulu. Djajadiningrat, A., (1999), Pengolahan Limbah Cair, Penelitian Pengelolaan Limbah, ITB, Bandung. Edward D. S., (1997), Water and Waste Water Treatment , Mc Graw Hill,Kogakusha, LTD, New York Gumilar Arif., (1998), Penurunan Kadar COD pada Limbah Cair Tahu dengan Proses Anaerobik Bersekat ,Laporan Penelitian, Teknik Kimia,Universitas Diponegoro.a Hardyanti, Nurandani, dan Sutrisno, Endro, (2007), Uji Pembuatan Biogas dari Kotoran Gajah dengan Variasi Penambahan Urine Gajah dan Air, Jurnal Presipitasi Vol 3 No 2 ISN 1907-187 X. hal 73-77. Manurung, Renita, (2004), Proses Anaerobik sebagai Alternatif untuk Mengolah Limbah Sawit, Universitas sumatera Utara, Sumatera. Metcalf and Eddy Inc., (1979),Wastewater Engineering Treatment, Disposal, Reuse, 2nd Eddition. Mc, Graw Hill Series Water Resource and Enviromental Engiinering, New York Octavia Henry, yunitasari, (1992), Pembuatan Biogas dari Kombinasi Campuran Kotoran Sapi dan Sampah Pasar, Laporan Penelitian, Teknik Kimia, Universitas Diponegoro. Priyono, Adi dan D.U.,Wahyu, (2009), Pengolahan Leachate pada Tempat Pembuangan Akhir Jatibarang Semarang secara Anaerob, Seminar Tugas Akhir S1 Jurusan Teknik Kimia Universitas Diponegoro. Rusdjijati, Raliby, dan Rosyidi, (2008), Turning Liquid Waste of Tahu into Biogas as an Alternative Fuel In Tahu Industry. Sugiharto, (1987), Dasar-dasar Pengolahan Air Limbah, edisi 1. Universitas Indonesia, Jakarta. Takiyah Salim dan Sukirno, Sriharti, (2004), Teknologi Pengolahan Limbah Cair Tahu, Proseding Seminar Rekayasa dan Proses, ISSN : 1411 4216, Teknik Kimia, Universitas diponegoro, Semarang. Tito Nur Afandi, dkk, (2008), Aplikasi Limbah Cair Tapioka sebagai Sumber Energi Alternatif berupa Biogas, Universitas Negeri Malang, Malang. Utami Sri, Budiati., (2000), Penurunan Kadar COD Limbah CairTekstil Dengan Proses Anaerob dan Anaerob Menggunakan Lumpur Aktif ,Laporan Penelitian, Teknik Kimia, Universitas Diponegoro. Vik, Thomas, (2003), Focus on Energy, Neenah Wisconsin.ii