teknologi penanganan limbah peternakan dasar fileparameter fisik} parameter fisiki yang penting...
TRANSCRIPT
Teknologi Penanganan Limbah Peternakan Dasar Minggu ke-2 Parameter Fisik, Kimia, dan Biologi Limbah
Peternakan
Laboratorium Teknologi Kulit, Hasil Ikutan, dan Limbah Peternakan
Pendahuluan} Parameter yang digunakan untuk karakterisasi limbah ternak cukup banyak
jumlah dan varisinya.
} Parameter-parameter tersebut meliputi parameter fisik, kimia dan bilogi.
} Parameter satu dengan parameter lainnya kadang-kadang saling terkait satu sama lain.
} Sebagai contoh, suhu adalah parameter fisik, tetapi suhu berpengaruh terhadap sifat kimia dan biologi limbah ternak.
} Jumlah oksigen terlarut di dalam limbah dipengaruhi oleh suhu dan kandungan ion klorida.
} Kehidupan dan aktivitas mikrobia dipengaruhi oleh suhu dan jumlah oksigen terlarut.
} Parameter fisik yang digunakan untuk karakterisasi limbah ternak adalah warna, konduktivitas, bau, jumlah bahan padat, salinitas, berat jenis, dan suhu.
} Parameter kimia meliputi kandungan logam, penyusun bahan anorganik, dan penyusun bahan organik.
} Parameter biologi meliputi bakteri coliform, ikan, fungi, patogen, streptococci, dan virus.
} Sebagiaan besar parameter biokimia diukur dengan menetapkan konsentrasinya di dalam limbah cair.
} Konsentrasi biasanya dinyatakan dalam mg/l atau ppm (part per million).
} Untuk mengubah mg/l menjadi ppm dengan cara membagi mg/l dengan BJ parameter tersebut.
} Bila nilai parameter cukup tinggi maka akan lebih jelas bila menggunakan satuan g/l atau %à 1% = 1g/100 ml.
} Sebagai catatan bahwa 10.000 mg/l = 10 g/l atau 1% atau 10.000 ppm.
} Berat jenis air = 1 g/cm3 = 1000 kg/m3
} Tidak ada kesepakatan tentang cara terbaik untuk menyatakan nilai berbagai parameter.
} Produksi limbah dan karakteristik lainnya dipengaruhi oleh formulasi pakan, praktek manajemen dan cuaca.
} Limbah ternak tersusun dari sebagian pakan yang telah dicerna atau diuraikan dan air.
} Oleh karena itu sifat-sifat limbah ternak mencerminkan sifaat-sifat pakan.
} Data-data yang terdapat pada tulisan ini merupakan data ternak yang dipelihara dikandang tertutup maupun feedlot.
} Pembaca/mahasiswa dianggap sudah sangat faham dengan beberapa terminology yang terdapat pada tulisan ini seperti: kandungan bahan padat (TTS), yang menggambarkan kandungan bahan kering limbah basah (TWW). Total padatan tersuspensi (TSS), total padatan volatile (TVS), total N (TKN), total fosfor (TPP), total kalium (TKK), dll.
Parameter Fisik} Parameter fisiki yang penting adalah: Jumlah dan kandungan bahan padat.
} Sifat-sifat fisik lain yang relevan adalah suhu, warna, bau, berat jenis (BJ), ukuran partikel dan viskositas.
} Warna limbah ternak bervariasi dari coklat terang (segar) sampai hitam (lama).
} Limbah baru mempunyai bau seperti bau pakan, sedangkan yang lama berbau seperti telur busuk.
} BJ limbah peternakan cair diasumsikan sama dengan BJ air =1
Densitas:
} Densitas adalah perbandingan antara berat (basah ataupun kering) dengan volume sampel limbah (B/V), sehingga satuan densitas adalah g/cm3. Air densitasnya = 1 g/cm3 . Densitas limbah cair encer mendekati densitas air yaitu 1 g/cm3 . Pengukuran densitas penting untuk merencanakan fasilitas pemompaan dan penyimpanan.
} Pemampatan limbah ternak kering dengan tekanan sebesar 1400 kg/cm2 meningkatkan densitasnya dari 0,2 g/cm3 menjadi 2,1 g/cm3.
} Oleh karena itu limbah ternak kering dapat dibuat pellet yang keras padat, tidak berbau dan tidak berdebu.
} Limbah padat yang dibuat pellet akan meningkat densitasnya, sehingga dapat disimpan lama dan mudah dipindahkan dari satu tempat ke tempat lain, asalkan tidak bersinggungan dengan air/uap air.
} Bila kandungan padatan meningkat karena diuapkan airnya, maka densitasnya akan turun.
} Densitas limbah yang kandungan bahan padatnya 20-40% hampir sama dengan densitas air, dan akan meningkat > 1 g/cm3 pada kandungan bahan padat 30-60%, dan turun sampai kisaran 0,2- 0,6 g/cm3 pada kandungan bahan padat 90% .
} Limbah dengan kandungan bahan padat 10-15% satuan bahan padatnya adalah mg/l atau ppm.
Ukuran Partikel:
} Diameter dan penyebaran partikel penting dalam perencanaan fasilitas pemisahan, pengendapan dan penyaringan bahan padat.
} Partikel di dalam llimbah cair dapat berada dalam bentuk tersuspensi, koloid dan terlarut.} ∅ > 0,3 µm à tersuspensi} 0,003 – 0,3 µm à koloid
} < 0,003 µm à terlarut, tidak dapat dipisahkan dari larutan dengan cara pengendapan.
} Partikel terlarut yang terdapat di dalam limbah cair dapat dipisahkan dengan cara menggunakan jasa mikroba, yaitu dikonsumsi mikroba, selanjutnya ditambah flokulan sehingga ukuran partikel mikroba akan meningkat dan mudah diendapkan.
} Bakteri mempunyai ukuran diameter 1 µm, dan densitas 1,03 g/cm3).
} Partikel dengan ukuran lebih dari 1 µm mudah diendapkan.
} Partikel dengan ukuran 1µm dan densitas 2 g/cm3 à mengendap dengan laju 0,004 cm/dt atau 15 cm /jam pada air suhu 25 oC.
} Bakteri mengendap pada laju < 15 cm/jam karena densitasnya lebih rendah.
} Ukuran dan penyebaran partikel limbah cair bervariasi menurut pakan dan jenis ternaknya.
} Pakan yang digiling halus (ransum ayam) menghasilkan ukuran partikel lebih kecil daripada ransum ternak perah yang pakannya tidak digiling.
} Lima puluh persen partikel limbah ternak perah dapat lolos dari saringan ukuran 0,2 mm, sedangkan pada limbah ayam lebih dari 60% dapat melewati saringan ini.
Viskositas:
} Kandungan air pada limbah sangat penting dalam perencanaan fasilitas penanganan dan sistem manajemen, karena kandungan air sangat menentukan metode penanganan limbah.
} Limbah dengan kadar air lebih dari 88% ditangani seperti layaknya limbah cair, sedangkan limbah ternak dengan kandungan air kurang dari 88% ditangani sebagai limbah semi padat-padat.
} Limbah peternakan dengan kadar padatan kurang dari 10% dianggap sebagai limbah cair.
} Kenyataannya limbah cair asal peternakan kadar padatannya kurang dari 1%.
} Kecepatan pemompaan turun bila kandungan bahan padat limbah meningkat. Viskositas sluri berbanding lurus dengan kandungan bahan kering.
} Sangat sukar mengukur Viskositas limbah peternakan secara akurat.
Jumlah Limbah:
} Untuk kepentingan perencanaan, produksi limbah dapat diasumsikan secara langsung dengan bobot badan ternak.
} Eksresi harian limbah ternak domba adalah 3,6% dari berat badan total (BBT), sedangkan pada sapi perah 9,4% dari BBT.
} Dengan kata lain setiap 50 kg domba akan menghasilkan 1,8 kg manure setiap hari, sementara itu sapi perah bobot 500 kg akan memproduksi 47 kg limbah setiap harinya.
} Limbah ternak lebih baik dinyatakan dalam persen bobot hidup daripada sebagai kg/ekor karena ternak sangat beragam bobot dan ukuran tubuh tergantung pada umurnya.
} Jumlah limbah ternak dddapat dihitung dengan cara mengalikan nilai limbah yang diproduksi dengan estimasi berat hidup atau timbangan berat hidupnya.
} Jumal limbah yang dapat diolah tergantung pada jumlah ekskreta yang dapat dikumpulkan.
} Jika urin dikumpulkan secara terpisah, jumlah urin sekitar 30% dari ekretra sapi dan 37% pada domba dan babi.
} Pada kandang terbuka ada air yang menguap dan ada bahan organik yang teroksidasi, jadi mengurangi jumlah yang dapat diolah.
} Bila hujan ada tambahan air hujan. Tanah juga terikut pada waktu pengumpulan, sehingga menambah jumlah yang dapat diolahi.
Kandungan Padatan:
} Kandungan bahan padat merupakan parameter fisik yang terpenting. Kandungan padatan dapat dijelaskan dengan matriks di bawah ini:
} (TTS) = (TVS) + (TFS)
}
} (TSS) = (VSS) + (FSS)
}
} TDS) = (VDS) + (FDS)
}
} TTS = Total solids TVS = Total volatile solids
} TFS = Total fixed solids TSS = Total suspended solids
} VSS = Volatile suspended solids FSS = Fixed suspended solids
} TDS = Total dissolved solids VDS = Volatile dissolved solids
} FDS = Fixed dissolved solids
Prosedur standar penentuan bahan padat:
} TTS ditentukan dengan pemanasan sejumlah sampel di dalam oven pada suhu 105 oC sampai diperoleh berat tetap.
} Semua air yang terdapat pada sampel diuapkan, sisanya adalah bahan padat.
} Rumus untuk menghitung bahan padat adalah (B/A) X100%. 0
} A adalah berat sampel awal dan B adalaah berat sampel setelah dipanaskan.
} TFS ditentukan dengan cara pengabuan sampel yang telah diuapkan kandungan airnya, selanjutnya diabukan di dalam muffle furnace pada suhu 600 oC selama 6-8 jam atau sampai sempurna (abu putih).
} Setelah dingin dimasukkan ke dalam desikator dan ditimbang.
} TFS dihitung dengan rumus (C/A) x 100%, dimana A adalah berat awal sampel sebelum diuapkan airnya dan C adalah berat bahan anorganik/mineral setelah diabukan.
} Kandungan mineral (TFS) juga dapat dihitung atas dasar bahan kering, dengan rumus (C/B) x 100%, dimana C adalah berat abu setelah dingin dan B adalah berat bahan padat total.
} TVS, ditentukan dengan cara dihitung dengan pengurangan TTS dari TFS atau TTS-TFS.
} TVS mencerminkan kandungan bahan organik sampel yang menguap saat sampel diabukan.
} TSS dan FSS ditentukan dengan cara sebagai berikut: sampel disaring dengan kertas saring khusus (∅ 0,3 µm), padatan dikeringkan pada suhu 105 oC selama 24 jam dan selanjutnya diabukan pada suhu 600 oC selama 6-8 jam, maka diperoleh TSS & FSS. VSS, dihitung dari selisih nilai TSS dan FSS.
Total Solids (TTS)
} Total solid menentukan kemampuan aliran, kemampuan pemompaan, viskositas dan karakter fisik limbah ternak. TTS biasanya dinyatakan sebagai % dari berat basah (TWW) atau % berat hidup (TLW).
} TTS limbah ternak bervariasi dari 9,3% (berat basah) untuk sapi perah sampai 29,7% untuk ternak domba (Tabel 1). Oleh karena kandungan airnya tinggi, limbah sapi perah dan babi lebih cocok bila ditangani sebagai limbah ternak cair (liquid) dibanding dengan sapi potong, domba dan ayam.
} Limbah babi paling rendah TTS nya per unit berat hidup (0,69% TLW) sedangkan ekskreta ayam paling tinggi yaitu 1,68% dari TLW/day.
} Produksi harian setiap 1000 kg TLW (dihitung dari tabel 1) : babi 6-9 kg, ayam 16,8 kg, sapi potong 7,9 kg, domba 10,7 kg, dan sapi perah 8,9 kg. Kadar air dihitung dengan cara 100% - nilai TTS (%).
Total volatil solids (TVS)
} Bahan kering limbah ternak tersusun lebih 80% bahan organik kecuali pada ayam hanya 72,8%.
} Ekskresi TVS per unit berat hidup (TLW) ternak: Ayam 12,2 kg/ 1000 kg BB/hari, babi 5,7 kg, sapi 6,5 kg, domba 9,1 kg, dan sapi perah 7,2 kg / 1000 kg BB/hari.
} TVS mencerminkan kandungan bahan organik limbah. TVS merupakan komponen yang harus distabilkan selama pengolahan limbah ternak.
} Stabilisasi limbah ternak telah terjadi bila kandungan TVS turun dari 80% menjadi 50%.
} Pada limbah ternak cair TVS dapat dikelompokkan menjadi padatan tersuspensi (SVS) dan terlarut (DVS).
} Persentase TVS yang ada dalam bentuk suspensi tergantung pada tingkat pengenceran, macam limbah dan tingkat perlakuan biokimianya.
Fix solids (TFS)
} Fix solid tersusun dari bahan anorganik terutama N, P, K, serta Ca, Cu, Zn, Fe dsb.
} TFS limbah ternak lebih kecil dari 20% TTS kecuali pada ayam sekitar 27,2%.
} TFS dapat dihitung dari TTS-TVS. TFS dapat tersuspensi ataupun terlarut.
} Pada limbah ternak cair yang encer, mineral terutama terdapat dalam bentuk terlarut sehingga relatif sukar untuk mengambilnya dari larutan.
} Total Suspended Solids (TSS)
} TSS pada limbah ternakcair berkisar antara 30%-80% dari TTS, sedangkan konsentrasinya berkisar antara 1500-12.000 mg/l pada sapi potong yang dipelihara pada sistem kandang terbuka, dengan rerata sekitar 2500 mg/l baik pada limbah cair sapi potong maaupun sapi perah.
} Padatan tersuspendi dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu bahan padat tersuspensi volatil (VSS) dan bahan padat tersuspensi anorganik (FSS).
} Sebagian besar TSS adalah VSS. TSS dapat dipisahkan menjadi padatan tersuspensi mudah diendapkan (settleable solid) dan sukar diendapkan (non settleable solid).
} Padatan yang mudah diendapkan diukur dengan tabung imhoff, satu liter limbah cair dimasukkan ke dalam tabung dan dibiarkan mengendap selama 45 menit, endapan yang terbentuk dinyatakan sebagai settleable solid.
} Settleable solid menunjukkaan jumlah TSS yang diharapkan dapat diambil dengan cara pengendapan. Tangki penjernih dan pengendapan dirancang berdasarkan pengukuran TSS dan settleable solid.
Total dissolved solids / Padatan terlarut (TDS)
} Bahan padat terlarut sukar dipisahkan baik secara fisik atau kimia. Pemisahan TDS secara biologi menggunakan jasa mikroorganisme.
