Salah satu contoh proses daur ulang sampah yang telah diuji pada beberapa sampah tumbuhan adalah proses pirolisis, yaitu proses dekomposisi sampah dengan suhu tinggi pada kondisi tanpa oksigen (anaerob). Dengan cara ini, sampah dapat diubah menjadi arang, gas (misalnya metana), dan bahan anorganik dan dapat dimanfaatkan kembali sebagai bahan bakar.

Prinsip kerja dalam pengelolaan limbah melibatkan berbagai fasilitas, dan prosesnya secara umum adalah sebagai berikut:PengumpulanLimbah dari rumah, industri, dan dari aktivitas lainnya disalurkan ke jaringan saluran bawah tanah, lalu dikumpulkan ke pusat pengelolaan.PemilahanLimbah yang masuk ke tempat pengelolaan dilewatkan pada lempengan metal yang berfungsi memisahkan antara potongan kayu, kertas dll. Agar bahan yang besar tidak merusak mesin.Pengaliran LimbahLimbah dialirkan lewat lubang-lubang kecil. Kerikil dan pasir disaring, dicuci, lalu digunakan untuk mengisi lubang-lubang di tanah.PengendapanLimbah dialirkan ke tangki-tangki yang lebih besar di mana bahan-bahan padat mengendap di dasar tangki membentuk sludge (endapan) kasar.Proses AerobCairan dikeluarkan dari tangki penempatan primer dimasukan ke alat pengelolaan sekunder. Di dalam alat tersebut, mikroorganisme seperti bakteri, jamur, dan protista memecah materi organik menjadi mineral, gas, dan air.Proses aerob terbagi menjadi dua yaitu:1). Pengaktifan sludgePada proses ini, gelembung-gelembung udara didifusikan pada efluen primer. Efluen adalah cairan limbah yang belum atau sudah diolah.2). PenyaringanEfluen primer disemprotkan dari lengan-lengan horizontal yang berputar secara perlahan ke dasar saringan yang terbuat dari kerak besi (tahi arang), kerikil atau wadah plastik dalam tangki beton.Kucuran AirAir dari tangki-tangki penempatan cukup bersih dibuang ke sungai. Supaya air lebih bersih dan dapat digunakan.Proses AnaerobSludge dari tangki penempatan pertama dan dari proses anaerob didiamkan 2 sampai 3 minggu dalam tangki tanpa oksigen dengan suhu 30 C 40 C.Sember EnergiGas yang diproduksi selama proses anaerob, yaitu metana, dapat digunakan untuk membakar atau memanaskan tangki pencerna dan menyalakan listrik yang di gunakan untuk menggerakan mesin dan menyuplai kebutuhan energi.Pembuangan SampahSludge yang telah dibuang dilaut atau disemprotkan ke tanah sebagai penyubur tanah.

Penanganan air limbah:1. Menampung air limbah dalam bak tertutup2. Menyaring air limbah3. Mengalirkan air limbah ke bak penampungan4. Air diendapkan selama 15 hari5. Air siap di alirkan ke lingkungan.

Pengolahan Limbah MinyakPencermaran air oleh minyak sangat sering terjadi di laut, sungai, dan perairan lainnya. Minyak sangat resisten terhadap degradasi oleh mikroba. Kini, dengan bioteknologi telah ditemukan cara untuk menguraikan minyak, yaitu dengan menggunakan jamur Cladosporium resinae. Jamur ini dapt mendegradasi plastik dan parafin dengan efektif. Sedangkan mikroba lain adalah Pseudomonas, hasil rekayasa genetika oleh Dr. Chakrabarty, yang dapat memecah ikatan hidrokarbon minyak.

Akibat yang ditimbulkan dari terjadinya pencemaran minyak bumi di laut adalah:1. Rusaknya estetika pantai akibat bau dari material minyak.2. Kerusakan biologis, bisa merupakan efek letal dan efek subletal. Efek letal yaitu reaksi yang terjadi saat zat-zat fisika dan kimia mengganggu proses sel ataupun subsel pada makhluk hidup hingga kemungkinan terjadinya kematian. Efek subletal yaitu mepengaruhi kerusakan fisiologis dan perilaku namun tidak mengakibatkan kematian secara langsung. Terumbu karang akan mengalami efek letal dan subletal dimana pemulihannya memakan waktu lama dikarenakan kompleksitas dari komunitasnya.3. Pertumbuhan fitoplankton laut akan terhambat akibat keberadaan senyawa beracun dalam komponen minyak bumi, juga senyawa beracun yang terbentuk dari proses biodegradasi. Jika jumlah pitoplankton menurun, maka populasi ikan, udang, dan kerang juga akan menurun. Padahal hewan-hewan tersebut dibutuhkan manusia karena memiliki nilai ekonomi dan kandungan protein yang tinggi.4. Penurunan populasi alga dan protozoa akibat kontak dengan racun slick (lapisan minyak di permukaan air). Selain itu, terjadi kematian burung-burung laut. Hal ini dikarenakan slick membuat permukaan laut lebih tenang dan menarik burung untuk hinggap di atasnya ataupun menyelam mencari makanan. Saat kontak dengan minyak, terjadi peresapan minyak ke dalam bulu dan merusak sistem kekedapan air dan isolasi, sehingga burung akan kedinginan yang pada akhirnya mati.5. Biodegradasi Plastik

Proses pirolisis

Salah satu contoh proses daur ulang sampah yang telah diuji pada beberapa sampah tumbuhan adalahproses pirolisis. Proses pirolisis yaitu proses dekomposisi bahan-bahan sampah dengan suhu tinggi pada kondisi tanpa oksigen. Dengan cara ini sampah dapat diubah menjadi arang, gas (misal: metana) dan bahan anorganik. Bahan-bahan tersebut dapat dimanfaatkan kembali sebagai bahan bakar.

Kelebihan bahan bakar hasil proses ini adalah rendahnya kandungan sulfur, sehingga cukup mengurangi tingkat pencemaran. Bahan hasil perombakan zat-zat makroorganik (dari hewan, tumbuhan, manusia ataupun gabungannya) secara biologiskimiawi dengan bantuan mikroorganisme (misalnya bakteri, jamur) serta oleh hewan-hewan kecil disebut kompos.

Dalam pembuatan kompos, sangat diperlukan mikroorganisme. Jenis mikroorganisme yang diperlukan dalam pembuatan kompos bergantung pada bahan organik yang digunakan serta proses yang berlangsung (misalnya proses itu secara aerob atau anaerob). Selama proses pengomposan terjadilah penguraian, misalnya selulosa, pembentukan asam organik terutama asam humat yang penting dalam pembuatan humus. Hasil pengomposan bermanfaat sebagai pupuk.

Bioteknologi dapat diterapkan dalam pengolahan limbah, misalnya menguraikan minyak, air limbah, dan plastik. Cara lain dalam mengatasi polusi minyak, yaitu dengan menggunakan pengemulsi yang menyebabkan minyak bercampur dengan air sehingga dapat dipecah oleh mikroba. Salah satu zat pengemulsi, yaitu polisakarida yang disebut emulsan, diproduksi oleh bakteri Acinetobacter calcoaceticus. Denganbioteknologi pengolahan limbah, limbah menjadi terkontrol dan efektif. Pengolahan limbah secarabioteknologimelibatkan kerja bakteri-bakteri aerob dan anaerob.

B.PENGERTIAN BIOREMEDIASIBioremediasi berasal dari kata bio dan remediasi atau "remediate" yang artinya menyelesaikan masalah. Secara umum bioremediasi dimaksudkan sebagai penggunaan mikroba untuk menyelesaikan masalah-masalah lingkungan atau untuk menghilangkan senyawa yang tidak diinginkan dari tanah, lumpur, air tanah atau air permukaan sehingga lingkungan tersebut kembali bersih dan alamiah.Bioremeiasi merupakan penggunaan mikroorganisme untuk mengurangi polutan lingkungan. Saat bioremediasi terjadi, enzim-enzim yang diproduksi mikroorganisme memodifikasi polutan tersebut, sebuah peristiwa yang disebut biotransformasi. Pasa banyak kasus, biotransformasi berujung pada biodegradai dimana polutan beracun terdegradasi strukturnya menjadi tidak kompleks dan akhirnya menjadi metabolit yang tidak berbahaya dan tidak beracun. Mikroba yang hidup di tanah dan di air tanah dapat memakan bahan kimia berbahaya tertentu, misalnya berbagai jenis minyak. Mikroba mengubah bahan kimia ini menjadi air dan gas yang tidak berbahaya misalnya CO2. Bakteri yang secara spesifik menggunakan karbon dari hidrokarbon minyak bumi sebagai sumber makanannya disebut sebagai bakteri petrofilik. Bakteri inilah yang memegang peranan penting dalam bioremediasi lingkungan yang tercemar limbah minyak bumi. Aplikasi bioremediasi di Indonesia mengacu pada Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor 128 Tahun 2003 (KepMen LH no. 128/2003) mengatur tentang tatacara dan persyaratan teknis pengolahan limbah dan tanah terkontaminasi oleh minyak bumi secara biologis.C.MANFAAT BIOREMEDIASI Bioremediasi telah memberikan manfaat yang luar biasa pada :1.Bidang Lingkungan, yakni, pengolahan limbah yang ramah lingkungan dan bahkan mengubah limbah tersebut menjadi ramah lingkungan. Contoh bioremediasi dalam lingkungan yakni telah membantu mengurangi pencemaran dari pabrik, misalnya saat 1979, supertanker Exxon Valdez di Alaska, lebih dari 11juta gallon oli mentah mengalir, tetapi bakteri pemakan oli membantu mengurangi pencemaran laut yang lebih jauh lagi.

2.Bidang Industri, yakni bioremediasi telah memberikan suatu inovasi baru yang membangkitkan semangat industri sehingga terbentuklah suatu perusahaan yang khusus bergerak dibidang bioremediasi, contohnya adalah Regenesis Bioremediation Products, Inc., di San Clemente, Calif.

3.Bidang Ekonomi, karena bioremediasi menggunakan bahan bahan alami yang hasilnya ramah lingkungan, sedangkan mesin-mesin yang digunakan dalam pengolahan limbah memerlukan modal dan biaya yang jauh lebih, sehingga bioremediasi memberikan solusi ekonomi yang lebih baik.4.Bidang Pendidikan, penggunaan microorganisme dalam bioremediasi, dapat membantu penelitian terhadap mikroorganisme yang masih belum diketahui secara jelas.Pengetahuan ini akan memberikan sumbangan yang besar bagi dunia pendidikan sains.5.Bidang Teknologi, bioremediasi memberikan tantangan baru bagi teknologi untuk terus memberikan inovasi yang lebih baik bagi lingkungan.6.Bidang Sosial, bioremediasi memberikan solusi ekonomi yang mudah dijangkau dan mudah dilakukan baik bagi rumah tangga dan industri. Dengan begini, limbah rumah tangga dapat dikelola jauh lebih baik.7.Bidang Kesehatan, dengan pengelolaan limbah yang baik, pencemaran dapat diminimalisir sehingga kualitas hidup manusia jauh meningkat.8.Bidang Politik, isu lingkungan dapat lebih ditekan sehingga para petinggi dapat memfokuskan masalah ke lingkup lain, Bahkan bioremediasi dapat membantu memperbaiki masalah yang berkesinambungan didalamnya.

D.PROSES PENGURAIAN LIMBAH DENGAN CARA BIOREMEDIASI1.Komponen dalam BioremediasiMikroorganismeStrainatau jenis mikroba rekombinan yang diciptakan di laboratorium dapat lebih efisien dalam mengurangi polutan. Mikroorganisme rekombinan yang diciptakan dan pertama kali dipatenkan adalahbakteri"pemakan minyak". Bakteri ini dapat mengoksidasisenyawahidrokarbonyang umumnya ditemukan pada minyak bumi. Bakteri tersebut tumbuh lebih cepat jika dibandingkan bakteri-bakteri jenis lain yang alami atau bukan yang diciptakan di laboratorium yang telah diujicobakan. Akan tetapi, penemuan tersebut belum berhasil dikomersialkan karena strain rekombinan ini hanya dapat mengurai komponen berbahaya dengan jumlah yang terbatas. Strain inipun belum mampu untuk mendegradasi komponen-komponen molekular yang lebih berat yang cenderung bertahan di lingkungan.

Tanah Proses biodegradasi memerlukan tipe tanah yang dapat mendukung kelancaran aliran nutrient, enzim-enzim mikrobial dan air. Terhentinya aliran tersebut akan mengakibatkan terbentuknya kondisi anaerob sehingga proses biodegradasi aerobik menjadi tidak efektif. Karakteristik tanah yang cocok untuk bioremediasi in situ adalah mengandung butiran pasir ataupun kerikil kasar sehingga disp.ersi oksigen dan nutrient dapat berlangsung dengan baik. Kelembaban tanah juga penting untuk menjamin kelancaran sirkulasi nutrien dan substrat di dalam tanah.

Temperatur Temperatur yang optimal untuk degradasi hidrokaron adalah 30-40oC.. Suhu sangat berpengaruh terhadap lokasi tempat dilaksanakannya bioremediasi.

Oksigen Langkah awal katabolisme senyawa hidrokaron oleh bakteri maupun kapang adalah oksidasi substrat dengan katalis enzim oksidase, dengan demikian tersedianya oksigen merupakan syarat keberhasilan degradasi hidrokarbon minyak. Ketersediaan oksigen di tanah tergantung pada (a) kecepatan konsumsi oleh mikroorganisme tanah, (b) tipe tanah dan (c) kehadiran substrat lain yang juga bereaksi dengan oksigen. Terbatasnya oksigen, merupakan salah satu faktor pembatas dalam biodegradasi hidrokarbon minyak.

Nutrien Mikroorganisme memerlukan nutrisi sebagai sumber karbon, energi dan keseimbangan metabolism sel. Dalam penanganan limbah minyak bumi biasanya dilakukan penambahan nutrisi antara lain sumber nitrogen dan fosfor sehingga proses degradasi oleh mikroorganisme berlangsung lebih cepat dan pertumbuhannya meningkat.

Interaksi antar PolusiFenomena lain yang juga perlu mendapatkan perhatian dalam mengoptimalkan aktivitas mikroorganisme untuk bioremediasi adalah interaksi antara beberapa galur mikroorganisme di lingkungannya. Salah satu bentuknya adalah kometabolisme. Kometabolisme merupakan proses ransformasi senyawa secara tidak langsung sehingga tidak ada energi yang dihasilkan.2.Teknik BioremediasiTenik BiopileTeknik ini digunakan untuk mengatasi cemaran minyak, yaitu dengan memanfaatkan mikroba untuk menguraikan bahan-bahan pencemar (sebagai contoh yang diangkat disini hidrokarbon minyak) yang terkandung dalam tanah, lumpur, pasir dan sebagainya menjadi senyawa lain yang lebih sederhana dan tidak berbahaya. Biopile juga dikenal seebagai biocells, bioheaps, biomounds dan compost pile. Teknologi ini dilakukan dengan menumpuk tanah-tanah yang terkontaminasi dan menstimulasi aktivitas mikroba dengan memperhatikan aerasinya, menambahkan nutrisi-nutrisi, menjaga kelembaban dan perlakuan lainnya untuk meningkatkan aktivitas mikrobba dalam mendegradasi senyawa-senyaawa pencemar hidrokarbon minyak.

Keunggulan Teknik BiopileWaktu proses biodegradasi (untuk mencapai target 1%sesuai peraturan yang berlaku) lebih cepat disbanding beberapa teknik lain. Teknik biopile ini memerlukan waktu sekitar 1,-2 bulan (tergantung jenis miyak), lebih cepat dibandingkan beberapa teknik lain yang memerlukan waaktu rata-rata sampai 6 bulan.Lahan yang diperlukan lebih sedikit, karena tanah tercemar, setelah dicampur dengan bahan-bahan l ain yang diperlukan, dapat ditumpuk setinggi 1,5-3 meter. Hal ini dimungkinkan karena dilengkapi system aerasi aktif. Sementara ketinggian maksimal tumpukan tanah pada teknik yang lain tanpa aerasi aktif hanya 30 cm.Proses bioremediasi dengan teknik biopile dapat lebih terkontrol dibandingkan teknik lain.

Pre-Treatment untuk Meningkatkan Biodegradabilitas Senyawa-Senyawa Pencemar Biodegradabilitas bahan pencemar berbeda-beda, untuk it diperlukan pre-treatment diperlukan untuk bahan-bahan pencemar yang tidak mudah terdegradasi secara biologis (ditandai oehh nilai BOD tinggi dan COD rendah).Teknik LandfarmingTeknik ini berbeda dengan teknik koordinatnya, seperti teknik biopile dan composting. Berbeda dengan teknik biopile, teknik ini memerlukan system aerasi dengan blower dan pemipaan. Kebutuhan akan oksigen dipenuhi melalui udara yang mesuk melalui pipa pori-pori tanah secara berkala. Pengadukan dan pembalikan berkala ini dilakukan oleh para petani untuk menggemburkan tanh. Oleh karena iru, teknik yang meniru cara-cara perlakuan tanah oleh para petani ini disebut dengan teknik landfarming..

Keunggulan Teknik LandfarmingBeberapa keunggulan yang ditawarkan:Tidak memerlukan system aerasi secara khususPraktis tidak memerlukan energi untuk aerasiKemudahan dalam penambahan nutrisi, mengatur keleembaban dan penambahan mikroba secara bertahap (bersamaan dengan pembalikan)

Teknik KompostingTeknik komposting salah satunya adalah keranjang Takakura. Proses pengomposan ala takakura merupakan proses pengomposan aerob dimana udara dibutuhkan sebagai asupan penting dalam proses pertumbuhan mikroorganisme yang menguraikan sampah menjadi kompos. Bahan yang diperlukan adalah sebagai berikut:keranjang plastik berventilasi (tempat pakaian kotor). Ukuran besar atau sedang, lengkap dengan tutupnya.kardus bekas seukuran keranjang plastik.cetok.gabah/ kulit beras dimasukkan ke dalam kantung dari kain vitrase (2 buah).kompos jadi, dibeli di tempat penjualan bibit yang nantinya dicampur/ diaduk dengan sampah yang sudah dicacah (daun, sayuran, sisa buah).kain tipis/ kain kasa warna hitam sebesar tutup keranjang.Cara Pembuatan:siapkan keranjang plastik berventilasi ukuran (min 30 x 40 x 50 cm).lapisi bagian dalam dengan karton bekas kardus.letakkan bantal berventilasi berisi gabah di bagian dasar keranjang (bantal 1).isi dengan kompos jadi + / setinggi 25 cm.letakkan bantal 2 berisi gabah di atas kompos jadi.tutup dengan kain kasa hitam bersama dengan tutup keranjang.Berikut gambar desain keranjang Takakura:

Cara pengomposan:Sampah-sampah rumah tangga sisa makanan atau sisa dapur ditiriskan agar bebas dari air/ cairan dan bila ada bekas sayuran yang masih panjang-panjang dirajang terlebih dahulu.Setelah dikumpulkan sampah rumah tangga tadi dimasukkan ke dalam keranjang takakura yang telah disiapkan dicampurkan dalam kompos jadi, dalam keranjang diaduk menggunakan cetok sampai rata. Kemudian letakkan kembali bantal gabah ii di atasnya dan tutup kembali keranjang.Sampah-samaph rumah tangga sisa makanan dapur/ sampah organic dibuang setiap hari ke dalam keranjang takakura.Setelah penuh dan cukup umur, kompos yang sudah matang dari takakura dikeluarkan untuk kemudian dijemur sampai kering kemudian diayak menjadi kompos jadi. Untuk calon kompos yang belum matang dikembalikan ke keranjang takakura. Digunakan untuk keperluan pemupukan tanaman di halaman rumah sendiri.