Biosluri Limbah Biogas & Kualitas Gas Metan
Panduan Perbaikan Biosluri & Kualitas Gas Metan (Biogas)
Topik & subtopik lengkap: dari konsep, formulasi, SOP, hingga troubleshooting untuk operasional lapangan.
01. Ringkasan & Definisi
A. Apa itu Biosluri?
Biosluri adalah residu cair hasil fermentasi anaerob di digester biogas, kaya bahan organik, N-P-K, dan mikroorganisme bermanfaat. Dapat dimanfaatkan sebagai pupuk cair organik atau bahan kompos.
B. Apa itu Gas Metan (CH₄)?
Metana adalah komponen utama biogas yang terbentuk dari dekomposisi anaerobik. Kualitas biogas dipengaruhi kandungan CH₄, CO₂, H₂S, uap air, dan jejak senyawa lain.
Tujuan dokumen: (1) Memperbaiki kualitas biosluri hingga aman & efektif untuk tanaman. (2) Meningkatkan kadar CH₄ & menurunkan H₂S/CO₂/kelembapan melalui perbaikan proses & pemurnian gas.
02. Keselamatan & Legalitas
2.1 Keselamatan Umum
- Gunakan APD: sarung tangan, kacamata, masker saat menangani biosluri/kimia.
- Gas biogas bersifat mudah terbakar & dapat mengandung H₂S (beracun). Ventilasi wajib.
- Jauhkan sumber api saat bekerja pada pipa/penyimpan gas.
2.2 Bahan Kimia (Perhatian)
- Larutan NaOH/KOH bersifat kaustik. Gunakan wadah tahan alkali, tambahkan basa ke air (bukan sebaliknya).
- Media Fe₂O₃/Fe(OH)₃ untuk H₂S scrubber menghasilkan besi sulfida terpakai. Tangani sebagai limbah sesuai aturan setempat.
2.3 Legalitas & Lingkungan
- Patuhi baku mutu pupuk organik daerah Anda bila memasarkan biosluri.
- Pastikan kondensat/limbah filtrasi tidak mencemari badan air.
03. Perbaikan Kualitas Biosluri
3.1 Karakteristik Awal & Target
| Parameter | Kondisi Awal Umum | Target Setelah Perbaikan |
|---|---|---|
| pH | 6.0–8.0 (fluktuatif) | 6.5–7.5 stabil |
| Bau | Menyengat (H₂S/organik) | Netral/lembut fermentatif |
| Padatan tersuspensi | Tinggi | Rendah–sedang (disaring) |
| Stabilitas mikroba | Belum matang | Matang (fermentasi lanjut) |
3.2 Alur Proses (Flow)
- Pemilahan & Penyaringan awal (mesh 40–60) untuk buang partikel kasar.
- Penyesuaian pH ke 6.5–7.5 (gunakan kapur pertanian/dolomit bila terlalu asam; gunakan asam organik lemah bila terlalu basa).
- Inokulasi kultur: EM4/IMO/mikroba lokal (1–3% v/v) + molase (1–3% v/v) sebagai sumber karbon.
- Fermentasi Lanjut 7–14 hari, aerasi minimal (anaerob fakultatif), suhu 25–35°C, aduk ringan tiap 1–2 hari.
- Stabilisasi: endapkan 24–48 jam, saring halus (100–200 mesh).
- Pengayaan opsional: ekstrak kompos/cacing, KNO₃ rendah dosis, asam humat/fulvat (0.1–0.3%).
- Pengemasan dalam jerigen gelap, beri label batch & tanggal.
3.3 Parameter Proses Kritis
- Rasio C/N bahan tambahan: target 15–25.
- pH 6.5–7.5; suhu fermentasi 25–35°C.
- Waktu: 7–14 hari (periksa bau/pH/foaming).
3.4 SOP Aplikasi ke Tanaman
- Sayuran daun: 1:10–1:20 (biosluri:air) seminggu 1–2×, pagi/sore.
- Buah & tanaman keras: 1:5–1:10 per 1–2 minggu, siram di pangkal, hindari kontak langsung daun muda.
- Tanaman sensitif: uji sempit 2–3 tanaman dulu.
04. Resep & Formulasi (Contoh)
4.1 Fermentasi Lanjutan Dasar
Batch 100 L Biosluri 90 L + molase 2 L + EM4 1 L + air 7 L. pH awal 6.8–7.2. Fermentasi 10 hari.
4.2 Penstabil Bau & Mikroba
Tambahkan arang aktif halus 0.1–0.2% + asam humat 0.2% untuk mengikat bau & meningkatkan ketersediaan hara.
4.3 Pengayaan K
Abu sekam terayak 0.5–1.0% (rendam & saring; pastikan pH tetap ≤7.5). Cocok untuk fase generatif.
4.4 Antiseptik Ringan Alami
Ekstrak daun sirih/serai 0.05–0.1% (uji kecil). Hindari dosis berlebih yang menghambat mikroba bermanfaat.
05. Troubleshooting Biosluri
| Gejala | Penyebab Kemungkinan | Perbaikan Cepat |
|---|---|---|
| Bau telur busuk kuat | H₂S tinggi; bahan belerang; anaerob ekstrem | Aduk ringan; tambahkan arang aktif 0.1%; buka aerasi singkat 15–30 menit/hari; pastikan pH 6.8–7.2 |
| pH turun & foaming | Asam volatil menumpuk | Tambahkan kapur/dolomit bertahap; kurangi molase; perpanjang fermentasi |
| Endapan berlebih | Partikulat kasar | Ulang saring 60→100 mesh; endapkan 24 jam |
| Tanaman gosong | Konsentrasi terlalu pekat | Naikkan pengenceran; aplikasi sore hari |
06. Peningkatan Kualitas Gas Metan
6.1 Manajemen Digester
- Substrat seimbang C/N (20–30) — campur kotoran ternak + limbah karbo (jerami/cacahan hijau).
- HRT (Hydraulic Retention Time) sesuai suhu: 20–40 hari (mesofilik).
- Kedap udara, insulasi suhu, dan feeding konsisten.
6.2 Target Komposisi Gas
| Komponen | Kisaran Umum | Target Praktis |
|---|---|---|
| CH₄ | 45–70% | ≥ 60% |
| CO₂ | 30–55% | ≤ 35% |
| H₂S | 0–5000 ppm | ≤ 200 ppm (kompor), ≤ 50 ppm (engine) |
| H₂O (uap) | Jenuh | Titik embun serendah mungkin |
07. Sistem Pemurnian Gas (Contoh Rangkaian)
- Moisture Trap / kondensat pot: pipa U/serpentin + botol kondensat.
- H₂S Scrubber: tabung berisi besi oksida/serbuk baja berkarat/iron sponge lembab.
- CO₂ Reducer (opsional): kolom packing larutan basa lemah (Na₂CO₃/NaHCO₃) atau penyerapan fisik bertekanan (skala besar).
- Polishing Filter: arang aktif/zeolit untuk jejak VOC & bau.
- Drying: silica gel/zeolit untuk menurunkan kelembapan akhir.
7.1 Urutan & Catatan Teknis
- Pastikan bypass & manometer sederhana di setiap unit untuk diagnosis tekanan.
- Gunakan quick-release untuk perawatan media.
- Monitoring H₂S dengan kertas lead acetate/portable sensor bila tersedia.
7.2 Pedoman Ukuran Kasar (UMKM)
Debit 1–5 m³/hari diameter tabung 4–6 inci, tinggi 60–100 cm per unit; kecepatan gas rendah untuk kontak optimal.
08. Monitoring, Uji, & KPI
8.1 Biosluri
- pH mingguan; bau; endapan; uji semprot daun kecil.
- Uji sederhana N-P-K (kit) tiap batch bila memungkinkan.
8.2 Biogas
- Tekanan pada gas holder; konsumsi kompor; warna api (biru = ok, kuning = CO₂/H₂S/air tinggi).
- Sensor H₂S/CH₄ portable (jika ada) untuk data kuantitatif.
8.3 KPI Minimal
- Kadar CH₄ ≥ 60% (indikator: nyala biru stabil di kompor).
- H₂S ≤ 200 ppm (kompor) — bau menyengat berkurang drastis.
- Biosluri pH stabil 6.5–7.5; tidak menimbulkan gejala fitotoksik.
09. Perhitungan Kunci
9.1 Rasio C/N Campuran
CN_total = (Σ (C_i * m_i)) / (Σ (N_i * m_i)) Contoh: kotoran sapi (C/N≈20) 30 kg + jerami (C/N≈60) 10 kg Asumsi C/N campuran ≈ (20*30 + 60*10) / (1*30 + 1*10) → pendekatan praktis: < 30 ideal.
9.2 Pengenceran Aplikasi
Biosluri : Air = 1:10 → untuk 10 L larutan, campur 0.9 L biosluri + 9.1 L air
9.3 HRT (Waktu Tinggal Hidrolik)
HRT = Volume efektif digester / Debit harian umpan Contoh: 6 m³ / 0.2 m³/hari = 30 hari
9.4 Estimasi Produksi Biogas
Biogas ≈ 20–40 L/kg kotoran sapi segar (indikatif). Sesuaikan dengan kualitas pakan & suhu.
10. Lampiran & Glosarium
10.1 Glosarium
- HRT: hydraulic retention time, waktu tinggal cairan di digester.
- Scrubber: alat penyerap pengotor gas (H₂S/CO₂).
- Polishing: tahap pemurnian akhir untuk jejak pengotor.
10.2 Checklist Cepat
- pH biosluri stabil?
- Nyala api biru stabil?
- Media scrubber sudah jenuh? Jadwal ganti?
- Kondensat dibuang aman?
Catatan Implementasi
Angka-angka di atas bersifat panduan praktis. Selalu lakukan uji kecil sebelum skala besar, dan sesuaikan dengan bahan lokal, suhu, serta peralatan yang tersedia.
Comments
Post a Comment