## PENGOLAHAN LANJUT LIMBAH CAIR KELAPA SAWIT SECARA AEROBIK MENGGUNAKAN EFFECTIVE MICROORGANISM GUNA MENGURANGI NILAI TSS
Irvan, Bambang Trisakti, Michael Vincent, Yohannes Tandean Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara Jl. Almamater Kampus USU Medan 20155, Indonesia email : i_v_a_n_mz@yahoo.com

## Abstrak
Produksi  limbah  cair  pabrik  kelapa  sawit  (palm  oil  mill  effluent,  POME)  di  Indonesia  diperkirakan sebesar  28,7  juta  ton/tahun.  Umumnya  pengolahan  POME  dilaksanakan  secara  konvensional  yaitu dengan menggunakan sistem kolam (pond). Selain memerlukan biaya operasional dan memerlukan lahan yang luas, sistem ini juga menghasilkan emisi gas rumah kaca. Padahal POME merupakan bahan baku potensial  untuk  menghasilkan  biogas.  Penelitian  terdahulu  telah  dilaksanakan  dengan  proses  anaerob untuk  mendapatkan  biogas,  akan  tetapi  limbah  yang  dihasilkan  masih  tidak  memenuhi  standar  mutu. Nilai TSS yang dihasilkan dari pengolahan anaerob masih berkisar 400 mg/l. Oleh karena itu diperlukan proses aerob untuk menurunkan nilai TSS dengan bantuan effective microorganism. Dari hasil penelitian proses aerob HRT 10 hari didapat penurunan nilai TSS sampai sekitar 200 mg/l.
Kata kunci : Biogas, TSS, Effective Microorganism, POME

## Abstract
Palm  oil  mill  effluent  (POME)  production  in  Indonesia  is  estimated  around  28.7  million  ton/year. Generally, POME treatment is done conventionally by using facultative ponds. Aside from the vast usage of land and operational cost, this system also emits greenhouse gases. Eventhough, POME is a potential raw  resource  in  producing  biogas.  Previous  researches  were  done  with  anaerobic  process  to  produce biogas,  but  the  waste  produced  still  haven’t  met  the  standard  quality  control  requirements.  The  total suspended  solid  (TSS)  contained  in  the  waste  produced  from  the  anaerobic  process  is  still  around  400 mg/L, which is the reason why aerobic process is still necessary to drop the number of TSS contained by using effective microorganism. From the result, a 10 day HRT aerobic process can reduce the number of TSS to around 200 mg/L.
Keywords : Biogas, TSS, Effective Microorganism, POME

## Pendahuluan
Minyak sawit merupakan produk perkebunan yang  memiliki  prospek  cerah  di  masa  mendatang. Potensi tersebut terletak pada keragaman kegunaan dari  minyak  sawit.  Minyak  sawit  disamping digunakan  sebagai  bahan  mentah  industri  pangan, dapat  pula  digunakan  sebagan  bahan  mentah industri non pangan. [1]
Dalam  perekonomian  Indonesia  komoditas kelapa  sawit  memegang  peranan  yang  cukup strategis karena komoditas ini mempunyai prospek yang  cerah  sebagai  sumber  devisa.  Disamping  itu minyak  sawit  merupakan  bahan  baku  utama minyak  goreng  yang  banyak  dipakai  di  seluruh dunia,  sehingga  terus  menerus  mampu  menjaga stabilitas  harga  minyak  sawit.  Komoditas  ini  pun mampu  pula  menciptakan  kesempatan  kerja  yang luas  dan  meningkatkan  kesejahteraan  masyarakat.
[1]
Saat  ini  Indonesia  adalah  penghasil  minyak kelapa sawit terbesar di dunia seperti yang terlihat pada Gambar 1.

## Gambar 1. Perbandingan Produksi Minyak Kelapa
Sawit di Indonesia dan Malaysia [2]
Kebun  dan  pabrik  kelapa  sawit  (PKS) menghasilkan limbah padat dan cair ( palm mill oil effluent ,  POME)  dalam  jumlah  yang  sangat  besar, sehingga  harus  diolah.  Pengolahan  POME  secara anaerobik  dapat  menghasilkan  biogas  dan  dapat menurunkan  nilai  TSS.  Tetapi  nilai  TSS  yang dihasilkan dari pengolahan anaerobik masih terlalu tinggi  untuk  dapat  dibuang  ke  badan  air,  yaitu sekitar 400 mg/l. Oleh karena itu masih diperlukan
0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 Malaysia Indonesia Tahun x 1 .0 0 0 to n
pengolahan  lanjut  dengan  bantuan Effective Microorganism (EM).

## Teori
POME  adalah  limbah  cair  kelapa  sawit  yang masih  mengandung  banyak  padatan  terlarut. Sebagian  besar  padatan  terlarut  ini  berasal  dari material  lignoselulosa  mengandung  minyak  yang berasal  dari  buah  sawit.  Lignoselulosa  dalam POME  adalah  penyusun  terbanyak  dari    tanaman berkayu. Lignoselulosa terdiri dari lignin, hemiselulosa, dan material berselolosa. Kandungan kimiawi  dari  lignoselulosa  ini  membuat  mereka bernilai tinggi dari segi bioteknologi [3]
Kebanyakan  dari  limbah  lignoselulosa  ini dibuang  langsung  dengan  cara  pembakaran, dimana  hal  ini  tidak  dilarang  di  negara berkembang. Namun, akan muncul masalah ketika biomassa  ini  tidak  diperlakukan  dengan  baik  dan dibiarkan  membusuk  di  areal  pertanaman,  dimana kedepannya  akan  terjadi  penumpukan  kandungan organik  yang  terlalu  tinggi.  Oleh  sebab  itu, manajemen  lingkungan  memberikan  tekanan  yang besar  di  pengurangan  limbah  dari  sumbernya ataupun proses daur ulang.[3]
Adapun  karakteristik  dari  limbah  cair pabrik kelapa sawit terlihat pada Tabel 1.
Tabel  1.    Karakteristik  limbah  cair  pabrik  kelapa sawit [4] No Parameter Satuan Kisaran 1 Biological Oxygen  Demand (BOD ) mg/l 20.000-30.000 2 Chemical Oxygen  Demand (COD ) mg/l 40.000-60.000 3 Total  Suspended Solid (TSS ) mg/l 15.000-40.000 4 Total Solid (TS ) mg/l 30.000-70.000 5 Minyak dan Lemak mg/l 5.000-7.000 6 NH 3 -N mg/l 30 – 40 7 Total N mg/l 500 – 800 8 Suhu o C 90 – 140 9 pH - 4 – 5
Sedangkan  standar  mutu  limbah  cair  kelapa sawit  supaya  dapat  dibuang  ke  badan  perairan Indonesia terlihat pada Tabel 2.
Tabel  2.  Standar  Mutu  Limbah  Cair  Pabrik  Kelapa Sawit [5] Parameter Satuan Kadar Maksimum BOD mg/L 100 COD mg/L 350 TS mg/L 5.000 TSS mg/L 250 Minyak dan Lemak mg/L 25 NH 3 -N mg/L 20 pH - 6-9 Debit Limbah Maksimum m 3 / ton produksi 6 Effective Microorganisms (EM) adalah campuran dari kultur mikroorganisme
menguntungkan  dan  alami  (terutama  bakteri fotosintesis  dan  asam  laktat,  ragi,  aktinomycetes dan jamur fermentasi). Mikroorganisme menguntungkan  ini  meningkatkan  pertumbuhan tanaman  dan  hasil  dengan  cara  meningkatkan fotosintesis, memproduksi substansi bioaktif seperti  hormon  dan  enzim,  mengontrol  penyakit dari  tanah,  dan  mempercepat  proses  dekomposisi material lignin dalam tanah. [6]

## Metodologi Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik USU, dan Pusdiklat LPPM  USU  dengan  bahan  berupa  limbah  hasil pengolahan  POME  dari Pilot  Plant LPPM  USU dan Effective Microorganism . Untuk pengolahan POME secara aerob, maka diperlukan  sebuah  reaktor  dan  aerator.  Berikut Gambar 2. menunjukkan reaktor dan perangkatnya yang  digunakan  untuk  mengolah  POME  secara aerob pada penelitian ini.
Motor
Reaktor Baffle Stirrer Aerator
Gambar 2. Rangkaian Peralatan Utama
Fungsi dari masing-masing alat yg diperlihatkan  pada  Gambar  2.  adalah  sebagai berikut : 1. Motor : Penggerak stirrer.
2. Reaktor  :  Wadah  tempat  dilakukan  penelitian sampel dan EM.
3. Baffle : Untuk mencegah terjadinya pengadukan searah di dalam reaktor.
4. Stirrer  :  Mengaduk  isi  reaktor  supaya  terjadi pencampuran secara merata.
5. Aerator : Menyalurkan udara kedalam reaktor.
Peralatan  analisa  yang  digunakan  pada penelitian ini adalah :
1. Oven 2. Desikator
3. Cawan Penguap
4. Timbangan elektrik 5. Furnace 6. Gelas ukur 7. Beaker Glass 8. Corong Gelas Prosedur pengaktifan Effective Microorganisms supaya  dapat  digunakan  pada penelitian ini :
1. Dipanaskan air sebanyak 4 liter dan dileburkan gula aren 100 gram dalam air.
2. Campuran air dan gula didiamkan sampai suhu kamar.
3. Ditambahkan  sebanyak  40  mL Effective Microorganisms ke  dalam  campuran  gula  aren dan air.
4. Campuran  tersebut  ditutup  rapat  dan  disimpan dalam ruang sejuk dan gelap selama 72 jam.
Prosedur  pelaksanaan  penelitian  ini  adalah sebagai berikut :
1. Campuran bakteri sebanyak 2 liter dimasukkan kedalam tangki.
2. Ditambahkan  sebanyak  2  liter  campuran limbah  dan  air  dengan  perbandingan  1:4  ke dalam tangki.
3. Dihidupkan pengaduk dengan kecepatan putaran  sebesar  10  rpm  pada  tangki  pertama dan 20 rpm pada tangki kedua.
4. HRT awal dimulai dengan HRT 40 hari.
5. Demikian seterusnya hingga mencapai target HRT yaitu HRT 10 hari.

## Hasil
1.  Penyisihan  TSS  dengan  Hari  pada  Tangki Pertama  dengan  Kecepatan  Putaran  Pengaduk  10 rpm
Hasil  penelitian  dari  penyisihan  TSS  dengan hari  yang  diperoleh  pada  tangki  pertama  dapat dilihat pada Gambar 3.

## Gambar 3. Grafik Penyisihan TSS dengan Hari pada Tangki Pertama
Nilai  TSS  dengan  penggunaan  EM  yang diperoleh  cenderung  menurun  seiring  dengan bertambahnya  hari,  sedangkan  nilai  TSS  tanpa penggunaan  EM  yang  diperoleh  cenderung  naik seiring  dengan  bertambahnya  hari.  Nilai  TSS dengan  penggunaan  EM  lebih  rendah  daripada tanpa  EM.  Nilai  TSS  dengan  penggunaan  EM cenderung  menjadi  lebih  stabil  pada  hari-17  dan mulai naik pada hari ke-29.
Dari  teori,  diketahui  bahwa  kadar  TSS  akan semakin  menurun  seiring  dengan  bertambahnya hari,  kemudian  akan  menjadi  stabil  dan  naik  dan akhirnya  akan  turun  lagi.  Hal  ini  disebabkan bakteri  akan  mengurai  padatan  yang  terkandung dalam  POME  dan  mengubahnya  menjadi  zat makanan,  sehingga  nilai  TSS  pada  tangki  akan semakin  menurun  seiring  dengan  bertambahnya hari,  dan  pada  akhirnya  akan  menjadi  stabil  dan naik  disebabkan  kematian  bakteri  pengurai  yang akan meningkatkan nilai TSS. [7,8]
2.  Penyisihan  TSS  dengan  Hari  pada  Tangki Kedua  dengan  Kecepatan  Putaran  Pengaduk  20 rpm
Hasil  penelitian  dari  penyisihan  TSS  dengan hari yang diperoleh pada tangki kedua dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Grafik Penyisihan TSS dengan Hari pada Tangki Kedua
0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 nilai TSS dengan EM nilai TSS tanpa EM Hari ke- TSS (m g/l ) 0 200 400 600 800 0 10 20 30 40 nilai TSS tanpa EM nilai TSS dengan EM Hari ke- TSS (m g/l )
Dari  Gambar  4.  dapat  diketahui  bahwa  nilai TSS dengan penggunaan EM  yang diperoleh pada percobaan,  cenderung  menurun  seiring  dengan bertambahnya  hari.  Sedangkan  nilai  TSS  tanpa penggunaan  EM  yang  diperoleh  cenderung  naik seiring  dengan  bertambahnya  hari.  Nilai  TSS dengan  penggunaan  EM  cenderung  menjadi  lebih stabil pada hari-22 dan mulai naik pada hari ke-30.
Seiring  dengan  bertambahnya  hari,  maka kadar TSS akan semakin menurun, kemudian akan menjadi stabil, naik lagi, dan akhirnya akan turun. Hal  ini  sejalan  dengan  teori,  dimana  naik  turunya nilai  TSS  disebabkan  kinerja  bakteri  EM.  Bakteri akan  mengurai  padatan  yang  terkandung  dalam POME  dan  mengubahnya  menjadi  zat  makanan, sehingga  nilai  TSS  pada  tangki  akan  semakin menurun  seiring  dengan  bertambahnya  hari,  dan pada akhirnya akan menjadi stabil dan naik sedikit, disebabkan  kematian  bakteri  pengurai  yang  akan meningkatkan nilai TSS. [7,8]
3. Penyisihan TSS Pada Tangki Pertama (10 rpm) dengan Tangki Kedua (20 rpm)
Hasil  penelitian  dari  penyisihan  TSS  dengan hari yang diperoleh pada kedua tangki dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Grafik Penyisihan TSS Pada Tangki Pertama  (10  rpm)  dengan  Tangki  Kedua  (20 rpm)
Dari  hasil  percobaan  yang  diperoleh,  dapat dilihat  bahwa  pada  gambar  5.  nilai  TSS  dengan penggunaan  EM  pada  tangki  kedua  cenderung lebih rendah daripada nilai TSS dengan penggunaan EM pada tangki kedua.
Dari  teori  yang  didapat,  didapati  bahwa semakin tinggi kecepatan pengaduk, maka penurunan  TSS  akan  semakin  kecil,  hal  ini
disebabkan  bakteri  tidak  bisa  bekerja  secara optimal pada pengadukan yang terlalu cepat. [9]

## Kesimpulan
Adapun  kesimpulan  yang  didapat  dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Semakin  tinggi  kecepatan  pengaduk  (20  rpm), maka  kinerja  bakteri  dalam  mengurai  TSS semakin rendah.
2. Nilai  TSS  baik  pada  tangki  dengan  kecepatan putaran  10  rpm  dan  20  rpm  cenderung menurun seiring dengan waktu.
3. Nilai  TSS  dengan  penggunaan  EM  jauh  lebih rendah daripada tanpa penggunaan EM.
4. Nilai  TSS  yang  berkisar  200 mg/l  sudah  dapat langsung dibuang ke badan air.
Daftar Pustaka [1] Risza, Suyatno, Upaya Peningkatan Produktivitas Kelapa Sawit. Penerbit Kanisius, Yogyakarta, Indonesia, 1994.
[2] Risza,  Suyatno, Masa  Depan  Perkebunan Kelapa  Sawit  di  Indonesia. Penerbit  Kanisius, Yogyakarta, Indonesia, 2010.
[3] Ibrahim,  M, 3rd  Kuala  Lumpur  International
Conference Engineering. Bio-Composting Process  Development  by  SFF  for  Utilization Agro-Industrial Waste. Springer Berlin Heidelberg, New York, 2006
[4] Singh, Vijay, Wastewater Treatment and Waste Management. Allied Publishers Pvt Ltd, 2003.
[5] Keputusan  Menteri  Negara  Lingkungan  Hidup
Nomor 51 Tahun 1995
[6] Javaid, Arshad,
Genetic Engineering, Biofertilisation,  Soil  Quality  and  Organic Farming . Springer Link Sustainable Agriculture  Reviews,  Volume  4,  pp.  347-369, 2010.
[7] Lumbangaol,  Pendi. Pedoman  Pembuatan Dosis  Pupuk  Kelapa  Sawit. Penerbit  Penebar Swadaya, Bogor, 2006.
[8] Szymanski, Nathan, et al. Effective Microorganism (EM) and Wastewater Systems. Published  by  Lanfax  Laboratories  Armidale. ISBN 0-9579438-1- 4 pp. 347-354, 2003.
[9] Jeantet, Romain, et al, The influence of stirring speed,  temperature  and  solid concentration  on the rehydration time of micellar casein powder. Springer  Link  Volume  90,  Numbers  2-3,  pp.
225-236, 2010. 0 50 100 150 200 250 300 350 400 1 6 11 16 21 26 31 Nilai TSS dengan EM pada tangki pertama Nilai TSS dengan EM pada tangki kedua Hari ke- TSS (m g/l )