PENGOLAHAN LIMBAH PENGOLAHAN LIMBAH PETERNAKANPETERNAKAN

GRATI, 11 MEI 2010GRATI, 11 MEI 2010

BIOGASBIOGAS

BIOGASBIOGASBiogasBiogas merupakan campuran merupakan campuran

gas yang dihasilkan oleh gas yang dihasilkan oleh peruraian senyawa organik dalam peruraian senyawa organik dalam

biomassa oleh bakteri alami biomassa oleh bakteri alami metanogenik dalam kondisi metanogenik dalam kondisi

anaerobanaerob

1.1. Campuran gasCampuran gas berupa : berupa :a. Gas metana (CH4) 50–70%a. Gas metana (CH4) 50–70%b. Gas karbon dioksida (CO2) 30–40%b. Gas karbon dioksida (CO2) 30–40%c. Gas nitrogen (N2) 5-10%c. Gas nitrogen (N2) 5-10%d. Gas lain jumlahnya kecil (CO, O2, C3H8, H2S).d. Gas lain jumlahnya kecil (CO, O2, C3H8, H2S).

2.2. BiomassaBiomassa dapat berasal dari : dapat berasal dari :a. Kotoran sapi/kerbau, babi, unggas, manusia, ayam, a. Kotoran sapi/kerbau, babi, unggas, manusia, ayam, bebek, domba, gajah, dll. bebek, domba, gajah, dll. b. limbah pertanian/perkebunan (enceng gondok, jerami b. limbah pertanian/perkebunan (enceng gondok, jerami padi, jerami gandum, serbuk gergaji, dll)padi, jerami gandum, serbuk gergaji, dll)c. sampah organik rumah tangga, pasar, dll.c. sampah organik rumah tangga, pasar, dll.

3.3. Bakteri Bakteri alami metanogenik diproduksi alami oleh alami metanogenik diproduksi alami oleh biomassa tersebut diatasbiomassa tersebut diatas

4.4. Kondisi Kondisi anaerobanaerob adalah kondisi tertutup/tanpa udara adalah kondisi tertutup/tanpa udara

Tahapan proses pembentukan Tahapan proses pembentukan biogas/fermentasi anaerobbiogas/fermentasi anaerob

1.1. Hidrolisis Hidrolisis : terjadi penguraian bahan : terjadi penguraian bahan mudah larut dan bahan komplek menjadi mudah larut dan bahan komplek menjadi sederhana sederhana

2.2. PengasamanPengasaman : bahan yang terbentuk : bahan yang terbentuk pada tahap 1 akan menjadi bahan pada tahap 1 akan menjadi bahan makanan bagi bakteri metanogenikmakanan bagi bakteri metanogenik

3.3. MetanogenikMetanogenik pembentukan gas metan pembentukan gas metan

Metana dan CO2

Diagram alur proses fermentasi Diagram alur proses fermentasi anaerobikanaerobik

HidrolisisHidrolisis Selulosa + nH2O glukosaSelulosa + nH2O glukosa

Pengasaman glukosa + n H2O asam laktatPengasaman glukosa + n H2O asam laktat asam butiratasam butirat etanol etanol

Metanogenik Metanogenik

Glukosa

Selulosa

Asam lemak dan alkohol

Produksi biogas dipengaruhi oleh :Produksi biogas dipengaruhi oleh :

1.1. C/N rasioC/N rasio 20 – 30 (lihat keterangan) 20 – 30 (lihat keterangan)

2.2. pHpH – asam (6-7) – asam (6-7)

3.3. Kadar air dan suhuKadar air dan suhu (25-35 (25-3500 C) C)

4.4. Kandungan Kandungan total padatantotal padatan

5.5. Ukuran reaktorUkuran reaktor biogas biogas

Keterangan :Keterangan :

Apabila C/N terlalu tinggiApabila C/N terlalu tinggi, nitrogen akan , nitrogen akan dikonsumsi dengan cepat oleh bakteri dikonsumsi dengan cepat oleh bakteri metanogenik untuk pertumbuhannya dan metanogenik untuk pertumbuhannya dan hanya sedikit yang bereaksi dengan karbon hanya sedikit yang bereaksi dengan karbon akibatnya akibatnya gas yang dihasilkan rendahgas yang dihasilkan rendah. .

Sebaliknya jika C/N rendahSebaliknya jika C/N rendah, nitrogen akan , nitrogen akan dibebaskan dan berakumulasi dalam dibebaskan dan berakumulasi dalam bentuk amoniak (NH4) shg pH > 8,5 yang bentuk amoniak (NH4) shg pH > 8,5 yang menyebabkan berkurangnya bakteri menyebabkan berkurangnya bakteri metanogenikmetanogenik

Rasio Karbon dan Nitrogen (C/N)Rasio Karbon dan Nitrogen (C/N)dari beberapa bahan (Karti dan Dixit) (1984)dari beberapa bahan (Karti dan Dixit) (1984)

1.1. Kotoran bebek : 8Kotoran bebek : 82.2. Kotoran manusia : 8Kotoran manusia : 83.3. Kotoran ayam : 10Kotoran ayam : 104.4. Kotoran kambing : 12Kotoran kambing : 125.5. Kotoran babi : 18Kotoran babi : 186.6. Kotoran domba : 19Kotoran domba : 197.7. Kotoran sapi/kerbau : 24Kotoran sapi/kerbau : 248.8. Enceng gondok : 25Enceng gondok : 259.9. Kotoran gajah : 43Kotoran gajah : 4310.10. Batang jagung : 60Batang jagung : 6011.11. Jerami padi : 70Jerami padi : 7012.12. Jerami gandum : 90Jerami gandum : 9013.13. Serbuk gergaji : > 200Serbuk gergaji : > 200

Potensi produksi gas dari berbagai Potensi produksi gas dari berbagai kotoran per kg kotoran per kg

1.1. Sapi/kerbau : 0,023 – 0,040 mSapi/kerbau : 0,023 – 0,040 m33

2.2. Babi : 0,040 – 0,059 mBabi : 0,040 – 0,059 m33

3.3. Unggas : 0,065 – 0,116 mUnggas : 0,065 – 0,116 m33

4.4. Manusia : 0,020 – 0,028 mManusia : 0,020 – 0,028 m33

PerhitunganPerhitungan

1 ekor = 10-15 kg kotoran/hari1 ekor = 10-15 kg kotoran/hari

data… 1 kg = 0,023 – 0,04 m3 biogasdata… 1 kg = 0,023 – 0,04 m3 biogas

15 kg = 0,04 x 15= 0,6 m3 biogas15 kg = 0,04 x 15= 0,6 m3 biogas

data….1m3 = 0,6 lt minyak tanahdata….1m3 = 0,6 lt minyak tanah

0,6 m3 = 0,36 lt minyak tanah0,6 m3 = 0,36 lt minyak tanah

Survei…1 kel (4 orang) = 0,75 lt/hariSurvei…1 kel (4 orang) = 0,75 lt/hari

Jadi jml sapi = 0,75 / 0,36 = 2 ekor sapiJadi jml sapi = 0,75 / 0,36 = 2 ekor sapi

Bagian-bagian reaktor biogasBagian-bagian reaktor biogas : :1.1. Unit pencampur :Unit pencampur :

mencampur bahan baku dengan air (1:1) mencampur bahan baku dengan air (1:1) yang akan dimasukkan dalam reaktoryang akan dimasukkan dalam reaktor

2. Bagian utama reaktor :2. Bagian utama reaktor :tempat berlangsungnya proses tempat berlangsungnya proses fermentasi secara anaerop u/ fermentasi secara anaerop u/ menghasilkan biogasmenghasilkan biogas

3. Bagian pengeluaran :3. Bagian pengeluaran :campuran padatan dan air sisa proses campuran padatan dan air sisa proses fermentasi yang bisa langsung dipakai fermentasi yang bisa langsung dipakai sebagai pupuk organiksebagai pupuk organik

PEMBUATAN BIOGASPEMBUATAN BIOGAS

Bagian atas reaktor Bagian atas reaktor sebaiknya dibuat setengah sebaiknya dibuat setengah

bola atau mengerucut bola atau mengerucut dengan alasan akan terjadi dengan alasan akan terjadi

tekanan pada satu titik tekanan pada satu titik paling atas.paling atas.

Model-model reaktor biogas :Model-model reaktor biogas :

1.1. Skala individuSkala individu

2.2. Skala kelompokSkala kelompok

3.3. Skala industriSkala industri

Detil bagian kubah biogasDetil bagian kubah biogas