## Ulasan Teknologi Pretreatment Terkini Limbah Cair POME Sebagai Umpan Digester Biogas
Galuh Wirama Murti, Astri Pertiwi, Imron Masfuri, Asmi Rima Juwita, Arya Bhaskara Adiprabowo, Ridho Dwimansyah, Semuel Pati Senda, Dwi Husodo Prasetyo
Pusat Teknologi Pengembangan Sumberdaya Energi dan Industri Kimia (PTSEIK),
Balai Penerapan dan Pengkajian Teknologi (BPPT) Gedung Energi 625 Puspiptek Serpong, Indonesia galuh.wirama@bppt.go.id

## Abstrak
Pengolahan  anaerob  merupakan  teknologi  efektif  yang  murah  untuk  mengolah  limbah  cair  kelapa  sawit  (POME) menjadi  biogas  yang  dapat  dijadikan  bahan  bakar  atau  listrik. Yield biogas  dapat  ditingkatkan  dengan  menerapkan teknik pretreatment limbah  POME  sebelum  menuju  digester.  Umumnya,  teknik pretreatment ini  adalah  tahapan hidrolisis  yang  merupakan  tahap  pertamadari  produksi  biogas.  Tujuan  dari pretreatment ini  untuk  memecah  padatan atau gumpalan komponen agar lebih mudah dicerna oleh bakteri. Studi ini berisi ulasan perbandingan keunggulan dan kelemahan  beberapa  metode pretreatment terkini  termasuk  dengan  evaluasi  biaya  operasional  yang  sesuai  untuk diaplikasikan  pada  pengolahan pretreatment limbah  POME  di  PKS  Sei  Pagar.  Berdasarkan  hasil  seleksi,  teknik pretreatment dengan karakteristik limbah POME yang memiliki biaya operasional relatif rendah yaitu teknik ultrasonik dan ozonasi.
Kata kunci: teknik pretreatment , POME, mekanikal, kimiawi, termal, biologis, enzimatik

## Abstract
Anaerobic  digestion  is  an  inexpensive  effective  technology to  process  Palm  Oil  Mill  Effluent  (POME)  into  biogas which  can  be  used  as  fuel  or  electricity.  The  biogas  yield  can  be  increased  by  applying  some  pretreatment  methods prior  to  the  digester.  Generally,  these  pretreatment  methods  are  a  hydrolysis  process  which  is  the  first  step  of  the biogas  production  stage.  The  purpose  of  the  pretreatment  methods  is  to  break  down  the  solids  or  clumps  of  waste compounds so that those can be digested easily by the bacteria. This study gives comparison reviews of the advantages and disadvantages of the lastest pretreatment methods including evaluation of operational costs that are suitable to be applied  to  the  POME  waste  treatment  processing  waste  in  PKS  Sei  Pagar.  Based  on  selection  result,  pretreatment methods  which  have  relatively  low  operational  costs  characteristics  of  POME  waste  are  ultrasonic  and  ozonation methods.
Keywords: pretreatment method, POME, mechanical, chemical, thermal, biological, enzymatic

## I. P ENDAHULUAN
Kelapa  sawit  merupakan  salah  satu  komoditas ekspor  terbesar  di  Indonesia.Tanaman  kelapa  sawit ini  dapat  tumbuh  dengan  baik  di  kawasan  beriklim tropis  dengan  ketinggian  lokasi  0-500  m  dari permukaan  laut  dan  kelembaban  80-90%  [1]. Tanaman ini sangat cocok dengan curah stabil, tidak tergenang  air  saat  musim  hujan,  dan  tidak kekeringan  saat  musim  kemarau  dengan  nilai sebesar 2000-2500 mm setahun.Pola curah hujan ini mempengaruhi  produktivitas  kelapa  sawit  atau dikenal dengan istilah pembungaan.
Namun, seiring dengan meningkatnya produktivitas  industri  kelapa  sawit,  saat  ini dihasilkan  limbah  proses  pengolahan  yang  cukup besar.  Limbah  ini  terdiri  atas  limbah  padat  dan cair.Limbah  padat  industri  kelapa  sawit  ini  berasal dari tandan kosong, cangkang, dan fiber. Selain itu, limbah  cair  yang  dihasilkan  atau  berasal  dari  air limbah  pengolahan  kelapa  sawit  seperti  kondensat rebusan,  proses  penjernihan  minyak  mentah,  dan limbah sludge proses  separasi  atau  disebut  dengan Palm  Oil  Mill  Effluent (POME).  Limbah  cair POME sebagian besar berasal dari unit pengolahan, 60% dari unit klarifikasi, 36% dari stasiun rebusan,
dan  4%  dari  stasiun  inti  [2].  POME  mengandung organik  yang  tinggi  dan  memiliki  keasaman  yang tinggi,  sehingga  jika  dibuang  langsung  ke lingkungan akan menimbulkan masalah pencemaran. Selain  itu,  bila  limbah  cair  POME  tidak  diolah dengan  baik  dapat  menimbulkan  pencemaran  gas yang  berkontribusi  pada  perubahan  iklim  global melalui  pelepasan  emisi  Gas  Rumah  Kaca  (GRK) ke  udara  bebas  [3].  Bila  POME  dibuang  ke  aliran air  maka  dapat  mencemari  lingkungan  dengan keasaman  yang  tinggi  sehingga  dapat  mengganggu kelangsungan  hidup  biota  air  [4].  Untuk  mencegah pencemaran  aliran  air  dan  emisi  GRK,  limbah POME  dapat  diproses  menjadi  biogas  melalui proses anaerobik.
Proses  anaerobik  merupakan  teknologi  efektif untuk  mengelola  limbah residue organik  menjadi biogas.  Proses  ini  memiliki  beberapa  keuntungan yaitu  produksi  energi,  produksi  biofertilizer  dan konditioner  tanah,  serta  pengurangan  GRK.  Biogas terdiri  dari  50-70%  metana,  30-50%  CO 2 ,  dan sebagian kecil impuritas seperti NH 3 , H 2 S, siloksan, dan  halida.  Konsentrasi  masing-masing  zat  dapat berubah tergantung  dari  umpan  dan  kondisi  selama proses.  Biogas  merupakan  sumber  energi  baru terbarukan  yang  umumnya  digunakan  sebagai bahan bakar kompor, listrik, dan boiler . Tahapan-tahapan dalam proses anaerobik melibatkan  sejumlah  reaksi  dan  transformasi residue organik  melalui  hidrolisis,  asedogenesis, asetogenesis,  dan  metanogenesis.  Proses-proses  ini dapat  terjadi  pada  kondisi  operasi  yang  berbeda seperti  pada  suhu  rendah  <25 o C  yang  didominasi oleh  organisme  psikrofilik,  suhu  sedang  antara  25- 45 o C  untuk  organisme  mesofilik,  suhu  tinggi  dari 50 o C  untuk  organisme  termofilik,  dan  bakteri lainnya ekstremofilik [5]. Proses anaerobik menurunkan  kandungan  mineral  seperti  N,  P,  K, dan mikrooranisme patogenik melalui pembentukan lumpur dan pelepasan ammonia ke udara bebas.
Tahapan  hidrolisis  ini  terjadi  pada  proses
pretreatment POME. Beberapa metode
pretreatment yang  berbeda  dapat  meningkatkan produktivitas biogas dalam reaktor seperti treatment panas  pada  suhu  50-220 o C,  pemecahan  sel  secara mekanik  (ultrasonik,  homogenisasi  tekanan  tinggi, dan  proses  penggilingan),  proses  kimiawi  (asam, basa,  dan  ozon),  dan  pengolahan  secara  biologi. Metode-metode pretreatment ini  terbukti  dapat meningkatkan  tahapan  hidrolisis  sehingga  akan meningkatkan  produksi  biogas.  Hal  ini  disebabkan residue organik  telah  terpecah  sehingga  bakteri metanogen  dapat  dengan  mudah  mencernanya dalam proses anaerobik.
Studi ini difokuskan pada mengulas teknologi pretreatment POME mulai dari
keunggulan  dan  kelemahan  sistem,  biaya,  energi yang  dibutuhkan,  dan  kebutuhan  lahan.Tinjuan metode pretreatment ini bertujuan untuk menemukan tahapan pretreatment yang tepat untuk limbah POME yang dapat meningkatkan produktivitas biogas.

## II. M ETODE P ENELITIAN
Metode  yang  digunakan  yaitu  studi  literatur mengenai pretreatment POME sebelum reaktor dan melakukan perbandingan metode-metode pretreatment yang  ada  dari  sisi  keunggulan  dan kelemahan, fungsi, proses, kendala, dan biaya. Dari perbandingan  tersebut  dipilih pretreatment yang sesuai dengan kondisi limbah.
Studi  ini  merupakan  bagian  dari  kegiatan pembangunan pilot plant digester Continuous Flow Stirred-Tank  Reactor (CSTR)  biogas  berkapasitas 2.000  m 3 di  Perkebunan  Kelapa  Sawit  (PKS)  Sei Pagar  yang  saat  ini  konstruksinya  sedang  berjalan. PKS  Sei  Pagar  merupakan  bagian  dari  PT. Perkebunan  Nusantara  V  (Persero)  yang  berlokasi di  Desa  Hangtuah,  Desa  Pantai  Raja,  Desa  Parit Baru Pekanbaru, Kabupaten Kampar, Provinsi Riau. Tabel 1 menunjukkan produk dan komposisi produk yang ada di PKS Sei Pagar.
Dari  proses  produksi CPO  dan  PKO  telah dihasilkan  beberapa  jenis  limbah  seperti,  limbah padat,  cair,  gas  dan  B3.  Dari  data  yang  ada, diperkirakan jumlah POME yang dihasilkan sekitar ±  240  m 3 /hari.  POME  segar  dari  fatpit  di  PKS  Sei Pagar  bersifat  asam  dengan  pH  sekitar  4-5, memiliki Chemical  Oxygen  Demand (COD)  rata- rata  sebesar  50.000  mg/mL,  dan  suhu  yang  masih tinggi  sekitar  65-80 o C.  Nilai  COD  setiap  bulannya fluktuatif  karena  dipengaruhi  oleh  kondisi  cuaca dan  jumlah  umpan  TBS  yang  akan  diolah.  Tabel  2 menunjukkan  karakteristik  limbah  POME  di  PKS Sei Pagar.

## Tabel 1. Produk dan komposisi produk di PKS Sei
Pagar [6] Uraian Jumlah Produksi rata-rata per hari Tandan Kosong Sawit (TBS) 700 ton/hari Crude Palm Oil (CPO) 143 ton/hari Palm Kernel Oil ( PKO) 36 ton/hari Komposisi CPO Asam Lemak Bebas (ALB) 3,5 % Kadar air 0,20 % Kadar kotoran 0,020 % Komposisi PKO ALB 1,00 % Kadar air 7,00 % Kadar kotoran 6,00 %
Tabel 2. Karakteristik limbah POME di PKS Sei Pagar Parameter Nilai Satuan COD (1) 50000 mg/L Total Suspended Solids (TSS) (2) 4.230 – 21.490 mg/L Fat, Oil, and Grease (FOG) (2) 192,4-428,6 mg/L pH 4 – 5 - Temperatur 65 – 80 ° C Densitas 950 - 990 kg/m 3 Viskositas 2 – 10 Cp
(1) Nilai  COD  untuk  design  basis,  nilai  COD  dari  fat  pit  PKS 35.000 ~ 80.000 mg/L.
(2) Nilai  didapatkan  setelah  melakukan  Feedstock  Investigation dari referensi [7]

## III. H ASIL DAN P EMBAHASAN
Dalam  tahap pretreatment limbah  POME, penghambat  proses  anaerobik  dihilangkan.  Pada proses  anaerobik  dengan  bakteri  mesofilik,  suhu tinggi  akan  mengganggu  kinerja  digester  sehingga perlu  pendingin.  Pengotor-pengotor  dalam  limbah POME,  seperti  serat,  fiber,  cangkang,  dan  pasir, dapat  mengganggu  proses downstream terutama peralatan  pompa,  reaktor,  dan  sistem  perpipaan. Oleh  karena  itu,  pengotor  dalam  limbah  POME  ini harus  dihilangkan  sebelum  masuk  ke  digester. Penguraian  dan  hidrolisis  zat  kompleks  dan komponen  besar  terjadi  pada  tahap pretreatment POME.  Tujuan  dari pretreatment ini  adalah membersihkan  pengotor  dan  penghambat  proses anaerobik  tapi  juga  memecah  dinding  dan  matriks sel sehingga nutrisinya dapat dengan mudah diakses mikroba  untuk  mengkonversi  organik  padat  dan produksi  metana. Pretreatment limbah  ini  meliputi mekanikal,  termal,  kimiawi,  biologis  dan  beberapa proses  kombinasi  menjadi  alternatif pretreatment POME.  Tabel  3  menunjukkan  perbandingan  proses pretreatment untuk produksi biogas.

## A. Teknologi Pretreatment Fisika (Mekanis)
1)  Ultrasonik: Teknologi  gelombang  ultrasonik sangat  menarik  untuk  pretreatment  hidrolisis padatan  sebelum  proses  aerobik  dan  anaerobik. Gelombang  ultrasonik  menyebabkan  kompresi  dan pengecilan  secara  periodik  ketika  dikontakkan melalui  medium.  Gelembung-gelembung  mikro terbentuk  selama  proses  ini  dalam  hitungan mikrodetik  kemudian  terjadi  padatan  mengecil karena  adanya  kavitasi.  Pengoyakan  mendadak
dengan kondisi ekstrim (suhu lokal sekitar 5.000 o C dan tekanan diatas 2000 atm) dan menginisiasi gaya geser hidro-mekanis sehingga menghasilkan radikal yang  sangat  reaktif  (•H  dan  •OH).  Gambar  1 menunjukkan  konfigurasi pretreatment ultrasonik pada  kolam  limbah.  Kedua  gaya  geser  hidro- mekanis  dan  efek  oksidasi  •H  dan  •OH berkontribusi  pada  pemecahan  gumpalan  lumpur sehingga  menguraikan  material  interseluler  [3]. Gelombang ultrasonik dengan frekuensi rendah (20- 40 kHz) efektif meningkatkan proses anaerobik dari limbah  sampah. Yield yang  dihasilkan  meningkat dari 88 ke 172 mL STP/g VS, atau naik hingga 95%. Umumnya  efisiensi  kelarutan  gumpalan  tergantung pada  spefisik  energi  (SE)  yang  ditunjukkan  pada persamaan  (1)  [24],  [25]  dimana  P US adalah  power ultrasonik  (kW)  dan  t  adalah  waktu.  V  adalah volume  limbah  (liter)  dan  TSS  adalah  konsentrasi TSS (kg/l).
( ) (1)
Spefisik  energi  yang  umum  digunakan  antara 1.000  dan  16.000  kJ/kg  TS.  Efek  dari  ultrasonik sebesar  1.000  kJ/kg  TS  energi  optimal  untuk meningkatkan pengendapan lumpur, sedangkan jika lebih  dari  5.000  kJ/kg  TS  gelombang  ultrasonik dapat memecah dan melarutkan lumpur.
Transducer Power Supply Nodal Rings Microbubbles formation and collapse Horn Work Face
Gambar 1. Konfigurasi pretreatment ultrasonik pada kolam limbah [23]
Tabel 3. Perbandingan proses pretreatment untuk produksi biogas Jenis Pretreatment Proses Fungsi Kendala dan Ekonomi Ref. Pretreatment fisik Milling , irridiasi, pirolisis, ultrasonik 1. Menambah surface area dan ukuran pori 2. Menghancurkan struktur umpan biomassa dan mengurangi kristalinitas 3. Mengurangi derajat polimerisasi Mengkonsumsi energi listrik yang tinggi, perbaikan peralatan dapat menjadi mahal [8], [9], [10], [11] Pretreatment dekompresi cepat High pressure steaming, steam explosion Ammonia fiber explosion (AFEX) CO 2 explosion , SO 2 explosion
1. Menghidrolisis hemiselulosa secara parsial.
2. Menghancurkan dan menghilangkan fiber biomassa ( defibration )
3. Dekristalisasi parsial
4. Melarutkan lignin parsial 5. Menambah laju hidrolisis Recovery efektif dari ammonia dapat menjadi mahal [11], [12], [13] Pretreatment autohidrolisis Air panas batch , air panas perkolasi 1. Menghidrolisis selulosa pada suhu sangat tinggi dan lebih rendah 2. Banyak menghilangkan hemiselulosa dan lignin Memerlukan biaya energi yang cukup besar [14], [15], [16], [24] Pretreatment asam Sulfuric, hydrochloric, phosphoric, nitric and carbonic acid Menambah kemampuan hidrolisis hemiselulosa Recovery asam yang mahal, Memerlukan peralatan yang tahan korosi mahal [13], [14] Pretreatment alkali Sodium hydroxide, ammonia, lime, potassium hydroxide 1. Menambah internal surface area 2. Mengurangi derajat polimerisasi, dekristalisasi 3. Merusak struktur lignin 4. Memecah rantai struktur lignin dan karbohidrat Harga alkali yang mahal [17], [13], [12], [10] Pretreatment pelarut 1. Pelarut organikseperti metanol, etanol, aseton, etilenglikol, dan
hydrofurfuryl alcohol
2. Pelarut selulosa seperti cadozen, concentrated
mineral acids , DMSO, NMMO dan zinc chloride Melarutkan lignin Harga pelarut yang mahal, Recovery pelarut yang mahal [18], [19] Leaching Pelarut organik seperti hexane, dietileter, etilasetat, dichloromethane Menghilangkan penghambat dalam limbah Recovery pelarut yang mahal [10], [20] Pretreatment fluida superkritis Menggunakan air, CO 2 , ammonia Menghilangkan lignin Menambah akses selulosa Sangat mahal [10], [21], [22] Pretreatment oksidatif Komponen oksidasi seperti hidrogen peroksida atau asam perasetat 1. Menghilangkan hemiselulosa dan lignin 2. Menambah akses selulosa Kimia yang sangat mahal [9], [10], [13] Pretreatment biologis White rot fungi, brown rot fungi, Enzyme products (cellulase, hemicellulose, dan β-glucosidase) Bacillus sp., Aspergillus sp., dan alkaline endopeptidase 1. Degradasi lignin, degradasi selulosa dan hemiselulosa 2. Hidrolisasi keratin Biaya enzim yang sangat mahal [12]
Untuk aplikasi yang tinggi dengan  26.000 kJ/kg TS,  gelombang  ultrasonik  berkontribusi  memecah gumpalan  dan  mengubah  organik  yang  tidak  larut ( insoluble  organics )  menjadi  bentuk  yang  larut. Namun  demikian,  kondisi  ini  memerlukan  energi yang  banyak.  Untuk  mengurangi  konsumsi  energi pretreatment ultrasonik  “lemah”  dengan  frekuensi 20  kHz  dan  0,33  W/mL  selama  20  menit, berdampak menambah yield metana dari 143 ke 292
g CH4 /kg DS (meningkat 104 %) [3]. Walaupun dosis ultrasonik  rendah  mungkin  saja  efektif  dan memungkinkan  organik  mudah  dicerna  oleh  enzim hidrolisis.  Dalam  hal  ini,  tidak  dapat  dikaitkan  bila tenaga  yang  tinggi  lebih  efisien  dari  waktu treatment yang  lebih  panjang  dengan  tenaga  yang lebih  rendah.  Penggunaan  ultrasonik  meningkatkan sebesar  15-35%  perusakan volatile  solids dan meningkatkan produksi biogas sebesar 15-35%.
Water Molecule (Dipoles)
Gambar 2. Konfigurasi pretreatment dengan gelombang microwave [3]
BioCrack-housing
Internal electrode

## Electrode head
Gambar 3. Konfigurasi disintegrasi elektrokinetik oleh Biocrack ® [27]
Pressure Impact ring
Released Cell contents Seat Sample

## Gambar 4. Skema homogenisasi dengan tekanan tinggi (HPH) [29]
2)  Penyinaran Microwave: Microwave ini dapat digunakan  sebagai  pengganti  proses  pemanasan. Dalam  industri frekuensi  yang  umum  diaplikasikan sekitar  900  MHz  atau  2.450  MHz  [26].  Perusakan gumpalanterjadi  melalui  dua  cara  yaitu  efek  panas yang dihasilkan dari rotasi dipole dibawah pengaruh osilasi area bermagnet yang memanaskan intraselular cairan ke titik didih dan efek panas yang diinduksi  dari  orientasi  perubahan dipole molekul
polar  yang  meningkatkan  pemutusan  ikatan hidrogen dan merusak molekul kompleks. Pretreatment POME dengan penyinaran microwave dapat  meningkatkan  efisiensi  proses  anaerobik. Konfigurasi pretreatment  microwave sangat  sulit diaplikasikan untuk skala industri karena memerlukan  ruangan  pengolahan  khusus,  terlihat pada Gambar 2.
3)  Disintegrasi  Elektrokinetik: Metode  ini menggunakan  medan  listrik  tegangan  tinggi  yang dapat  menghasilkan  medan  tegangan  tinggi  yang dapat  merusak  gumpalan  lumpur  dan  membran selular [3]. Konfigurasi alat disintegrasi elektrokinetik  pada  sistem  pengolahan  ditunjukkan pada Gambar 3.
Konfigurasi ini akan
mempermudah  bakteri  fermentasi  untuk  mencerna nutrisi.  Teknologi  ini,  sebagai  perkembangan pretreatment  lumpur  baru,  telah  diimplementasikan ke industri secara ekstensif.
4)  Homogenisasi Tekanan Tinggi (High Pressure  Homogenization/HPH): Prinsip  utama HPH  yaitu  dengan  gradien  tekanan  mendadak, turbulensi yang tinggi, kavitasi dan juga gaya geser yang  kuat,  dengan  kompresi  suspense lumpur  yang tinggi  (hingga  900  bar)  [28].  Selama  proses  ini, gumpalan  terpecah  dan  sel  membran  rusak melepaskan zat intraselular. HPH dapat meningkatkan  disintegrasi  lumpur  dan  kinerja  bio- degradasi.  Teknik  HPH  ini  merupakan  metode pretreatment mekanik untuk slugde organic dengan kemampuan  memecah  sel  dan  gumpalan  lumpur sehingga  COD  tinggi  dan  dapat  menghidrolisis makromolekul  menjadi  monomer.  Gambar  4 menunjukkan skema HPH yang dapat diaplikasikan untuk pengolahan limbah.
Perhitungan  konsumsi  energi  per  unit  volume lumpur  (Ev)  ditunjukkan  pada  persamaan  (2).  P adalah  tekanan  yang  digunakan  (Pa)  dan  N  adalah jumlah siklus.
(2)
Konsumsi  spesifik  energi  (Es)  dihitung  dengan persamaan (3) [30].
(3)
dimana TS 0 (g/L) adalah total solid yang diolah.

## B. Teknologi Pretreatment Termal
Secara  komersial  sudah  diimplementasikan sebagai  teknologi pretreatment yang  bertujuan untuk  mengurangi  air  dalam  lumpur  ( sludge ), sehingga dapat meningkatkan kemampuan mencerna  lumpur.  Selain  itu,  efek  hidrolisis  termal lebih  berdampak  pada  karbohidrat  dan  protein daripada  lemak.  Pada  suhu  hingga  190 o C,  dapat
menambah kelarutan
lumpur
sehingga meningkatkan  bio-degradasi  atau  produksi  biogas [31].  Menambah  suhu  hidrolisis  termal  (diatas 210 o C)  dapat  mengurangi  kemampuan  dicerna bakteri, karena pembentukan komponen melanoidin (polimer  dengan  berat  molekul  yang  tinggi)  yang tidak  mudah  diproses  dan  dapat  menghambat  bio- degradasi komponen organik yang lain. Proses yang umum dikenal dan sudah banyak diimplementasikan  ke plant yaitu  Cambi TM dan Biothelys® [32], [ 33].

## C. Teknologi Pretreatment Kimiawi
1) Pretreatment Asam
dan
Alkali:
Pretreatment secara kimiawi dengan asam dan basa memiliki  beberapa  keunggulan dalam  hal  kelarutan biomassa sehingga akan menambah konversi biogas, peralatan yang lebih sederhana, mudah dioperasikan, dan berbiaya rendah [34]. Hidrolisis asam dilakukan dengan  menggunakan  asam  seperti  HCl,  H 2 SO 4 , H 3 PO 4 ,  dan  HNO 3 ,  sedangkan pretreatment basa umumnya  dengan  larutan  alkali  seperti  NaOH, KOH,  Ca(OH) 2 , Mg(OH) 2 ,  CaO,  dan  ammonia  [3]. Penambahan  kimiawi  pada  lumpur  atau  limbah  ini bertujuan  untuk  menghindari  suhu  tinggi  sehingga hidrolisis  dapat  terjadi  pada  suhu  lingkungan  atau suhu  sedang. Pretreatment asam  lebih  efektif dilakukan  untuk  biomassa  lignoselulosa.  Reaksi utama  yang  terjadi  yaitu  hidrolisis  hemiselulosa yang  pecah  menjadi  monomer  gula  dan  oligomer dari  dinding  sel  matriks  ke  hidrolisat  sehingga memudahkan  untuk  dicerna  secara  enzimatik  oleh mikroba.  Metode  ini  menawarkan  performa  yang baik dalam menghilangkan hemiselulosa tapi hanya sedikit  perannya  pada  hidrolisis  lignin.  Selain  itu, juga  menghasilkan by-product racun,  seperti furfural  dan  hydroxymethyl  furfural  (HMF),  yang merupakan inhibitor kuat untuk fermentasi mikrobial  [35].  Selain  itu  juga,  metode  asam  ini dapat menyebabkan korosi pada peralatan sehingga perlu  material  khusus  untuk  konstruksi  reaktor. Pretreatment alkali  umumnya  digunakan  untuk memecah  lignin.  Prinsip  dasar  hidrolisis  alkali adalah  pelarutan  dan  safonifikasi  yang  memicu depolimerisasi  dan  pemecahan  rantai  lignin- karbohidrat sehingga zat lebih mudah terakses oleh enzim.  Selain  itu, pretreatment alkali  melarutkan hemiselulosa xylan dengan safonifikasi ikatan ester. Metode alkali ini banyak digunakan untuk memecah lumpur sebelum menuju digester karena tambahakan  alkalinitas  menambah  kapasitas buffer untuk  meningkatkan  aktivitas  metanogenik  dan stabilitas  proses.  Berikut  ini  urutan  keefektifan perbandingan  untuk pretreatment alkali  yaitu NaOH  >  KOH  >  Mg(OH) 2 >  Ca(OH) 2 dimana NaOH  sangat  efektif  dalam  kelarutan  lumpur  dan
meningkatkan produksi biogas [36]. Terlalu banyak dosis Na + dapat menghambat metabolisme mikroba dan  menurunkan  produksi  biogas.  Kelemahan pretreatment asam  dan  basa  ini  perlu  netralisasi lumpur dan peningkatan kandungan mineral.
2) Ozonisasi :  Ozon  merupakan  oksidan  kuat yang  dapat  memecah  rantai  struktur  dari  bahan organik  alami  dan  mengubah  komponen  dengan berat  molekul  tinggi  ke  produk  dengan  berat molekul  rendah  seperti  asam  karboksilat,  asam hidrofilik,  karbohidrat,  dan  asam  amino.  Ozonasi yang  umumnya  digunakan  yaitu  proses  peroksida. Proses  tersebut  dapat  merusakmembran  sel,  sukses untuk melarutkan, dan memperkecil ukuran lumpur dan  meningkatkan biological  nutrients  removal (BNR)  [37].  Ozonasi  yang  dikombinasi  dengan proses  anaerobik  bertujuan  untuk  menghilangkan langkah  hidrolisis  dan  meningkatkan  produksi biogas.  Efisiensi  kelarutan  lumpur  tergantung  pada dosis dan berhubungan secara linear dengan jumlah ozon  yang  digunakan.  Sebaliknya,  efisiensi  proses ozonasi  berhubungan  dengan  transfer  massa  dan kinetika  reaksi  ozon.  Reaksi  kinetik  terjadi  antara ozon  terlarut  dan  lumpur  dengan  laju  yang  rendah dan  sebagai  konsekuensinya  menambah  dosis. Menambah dosis ozon dapat menyebabkan mineralisasi  parsial  atau  lengkap  zat  atau  sel, berdampak  pada  produktivitas  metana.  Selain  itu, ozonasi  lumpur  memerlukan  energi  yang  intensif karena  memerlukan  energi  yang  besaruntuk produksi ozon (12,5 kWh/kgO 3 ), transfer ke lumpur (2,5  kWh/kgO 3 ),  dan  konsumsi  energi  untuk memproduksi  cairan  oksigen  (0,5  kWh/Nm 3 O 3 ).
Dengan  demikian,  untuk  mengurangi  biaya  dan meningkatkan efisiensi yang tinggi dapat dilakukan dengan membangun microbubble (meningkat hingga 15-30%) [38], [39]. 3) Oksidasi Fe(II) - activated
persulfate:
Oksidasi  Fe(II)- activated  persulfate (Fe(II)-S 2 O 8 2– ) adalah metode baru yang sedang berkembang dalam teknologi  pengolahan  limbah.  Persulfate  (S 2 O 8 2- ) dapat diaktifkan oleh pemanasan, cahaya ultraviolet, atau  metal  transisi  (Me n+ )  untuk  menghasilkan radikal sulfat bebas (SO 4 - ) yang merupakan oksidan yang  sangat  kuat  (dengan  potensi  redoks  2,6  V). Radikal  SO 4 -  menyerang  grup  fungsional  khusus seperti  zat  protein  aromatik-,  protein  tryptophan-, humic-, fulvic- sehingga menyebabakan memutusan rantai  polimerik  dan  secara  simultan  merusak  sel bakteri  dan  melepaskan  hidrasi  air  dan  materi intrasel sehingga meningkatkan dewatering . Dibandingkan  dengan  radikal  hidroksil,  radikal sulfat  memiliki  potensi  oksidasi  yang  lebih  tinggi dengan pH sekitar (3,0-8,5) dan lebih selektif untuk oksidasi  pada  kondisi  asam  sehingga  biaya  lebih efektif.

## D. Teknologi Pretreatment Biologis

## Dengan menggunakan bakteri termofilik metode
Temperature Phased Anaerobic Disgestion (TPAD) yaitu  mengkombinasi pretreatment termofilik sebelum  menuju  ke  digester  mesofilik.Kombinasi ini  mendorong  hidrolisis  umpan/lumpur  dan  tahap asidogenesis  terjadi  dalam  kisaran  termofilik, sehingga  pada  tahap  selanjutnya  pada  digester mesofilik  tahap  asedogenesis  dan  metanogenesis tercapai secara optimal [40].
Metode  ini  sangat  ramah  lingkungan,  dimana sistem mikroba bekerja sinergis dalam menghidrolisis komponen organik kompleks sehingga  dapat  meningkatkan  proses  anaerobik. Bakteri  termofilik  digunakan  untuk  meningkatkan pemecahan sludge sebelum  digester  [41].  Hasil studi  menunjukkan  kelarutan  VSS  ( Volatile Suspended  Solids )  (25-30%)  bertambah  dalam proses termofilik  (60-70 o C)  dengan toleransi  pH  5- 8,5  dengan  menggunakan  enzim  hidrolisis  (contoh: protease,  amylase)  dan  produksi  biogas  sebesar  1,5 kali dibandingkan dengan kontrol.
Penambahan  Bacillus  sp.  untuk  meningkatkan produktivitas  biogas  menunjukkan  tentang  95% peningkatan  dalam  produksi  metana  dibandingkan dengan  kontrol  [42].  Sama  halnya  dengan mikronutrien  (Fe 2+ ,  Ni 2+ ,  Co 2+ ,  dan  Mo 2+ )  bersama dengan  dengan Bacillus  sp. dapat  meningkatkan produksi metana hingga 167%. Umumnya penggunaan  metode  biologi  ini  ramah  lingkungan dan  konsumsi  energi  minimum  dibandingkan metode  lainnya.  Selain  itu,  penggabungan  dua peningkat/ enhancers mikroba  (Aquasan®  and Teresan®)  melalui  teknik Microbe  Activating Technology (MAT)  dapat  meningkatkan  produksi biogas  [43].  Hasil  studi  menunjukkan  dengan penambahan enhancer Aquasan® (15 dan 20 ppm), yield biogas meningkat 15-16%, sedangkan  dengan Teresan® 100 ppm menambah yield biogas sebesar 34,8%.

## E. Pretreatment Enzimatik
Metode pretreatment POME  dengan  enzim  ini tidak sama dengan teknik biologis yang memerlukan  waktu  adaptasi  tapi  enzim  dapat langsung  larut  dengan sludge .  Namun,  proses  ini terlampau  mahal  yang  menjadi  kekurangannya. Biolysis® E (dikomersialkan oleh Ondeo- Defremont  (Suez))  terdiri  atas  beberapa  sistem enzim  yang  berbeda  (protease,  amylase,  lipase) menunjukkan efek kelarutan yang tinggi sebesar 40- 80%  mengecilkan sludge [44].  Hidrolisis  lipase terkatalisasi  dari  lumpur  yang  kaya  lemak  sebelum proses  anaerobik  meningkatkan  pemisahan  lumpur dan produksi metana.

## F. Perbandingan Teknologi Pretreatment Limbah POME
Limbah POME yang diolah sebesar 240 m 3 /hari dan  waktu  pengumpanan  16  jam/hari.  Jumlah  TSS diasumsi  dalam  kisaran  15.000  mg/L.  Perhitungan konsumsi energi untuk pretreatment limbah POME dihitung  sesuai  dengan  kapasitas  yang  tersedia  di PKS  Sei  Pagar  dan  juga  disesuaikan  dengan karakteristik limbah POME yang ada. Perbandingan teknologi pretreatment limbah  POME  sebelum menuju  digester  ditunjukkan  pada  Tabel  4.  Biaya operasional  untuk  kebutuhan pretreatment limbah POME di PKS Sei Pagar ditunjukkan pada Gambar 5.
Berdasarkan  dari  perbandingan  teknologi  pada Tabel 4,  terlihat bahwa biaya operasional pretreatment mekanikal sangat besar. Hal ini karena membutuhkan  energi  listrik  yang  sangat  besar. Untuk penggunaan pretreatment microwave , elektronik  disintegrasi,  dan  HPH  dinyatakan  belum layak  dari  beberapa  studi  [28],  [34],  [45]. Pretreatment ultrasonik  dianggap  layak  karena energi  spesifik  lebih  kecil  dari  yang  lain. Pretreatment ultrasonik  dianggap  layak  secara ekonomi  jika  input  energi  spesifik  1000  kJ/kg  TS [25].  Biaya  operasional pretreatment dengan teknologi  ini  lebih  tinggi  daripada pretreatment konvensional.  Namun,  kelebihannya  penggunaan lahan  yang  lebih  kecil  daripada  konvensional  yang masih menggunakan lahan untuk pengolahan.
Pretreatment kimiawi  tidak  cocok  untuk mendegradasi komponen yang mengandung karbohidrat  tinggi  karena  degradasinya  dipercepat dan akumulasi volatile fatty acid (VFA) berikutnya yang menyebabkan gagal dalam fase metanogenesis. Selain  itu, pretreatment asam  dan  alkali  juga  tidak cocok  untuk  komponen  yang  mengandung  lignin yang  rendah  [8].  Dalam  pengolahan limbah  POME yang  bersifat  asam, pretreatment asam  tidak  perlu dilakukan. Umumnya, pretreatment alkali dilakukan sebagai buffer penjaga  pH  sebelum  masuk  digester agar bakteri metanogenesis, umumnya pada kondisi pH netral, tidak mati.
Pretreatment oksidasi  terlihat  lebih  menarik seperti ozonasi, oksidasi fenton, dan oksidasi Fe(II) persulfate.  Dari  perhitungan  biaya  operasi,  terlihat pretreatment ozonasi lebih murah daripada pretreament  oksidatif  lainnya.  Walaupun  O 3 yang merupakan  GRK  yang  dapat  berkontribusi  pada global  warming tapi  sifat  O 3 yang  mudah  berubah menjadi  O 2 dianggap  aman.  Biaya  operasional pretreatment ozonasi  lebih  rendah  daripada  sistem pretreatment proses fenton [48]. Jenis pretreatment kimiawi  memerlukan  lahan  yang  luas  karena  perlu tangki dalam pengolahannya.

## Gambar 5. Perbandingan biaya operasional pretreatment POME untuk kebutuhan limbah di PKS
Sei Pagar
Pretreatment biologis  seperti  TPAD  merupakan kombinasi  pengolahan  antara  termofilik  dan mesofilik sehingga diperlukan dua fasilitas digester. Fasilitas digester termofilik memerlukan heater dan isolasi untuk menjaga bakteri termofilik tetap hidup. Hal  ini  menjadi  pertimbangan  secara  eknomi mengenai  biaya  modal  yang  menjadi  bertambah. Penambahan  bakteri  seperti  Bacillus  sp.  juga merupakan  teknik pretreatment yang  menarik  dan
ramah  lingkungan.  Basillus  sp.  dapat  membuat enzim  yang  diperlukan  untuk  pengolahan  limbah sehingga dapat menekan biaya modal enzim.
Pretreatment enzimatik  juga  ramah  lingkungan dengan  memanfaatkan  enzim  melalui  reaksi enzimatik. Reaksi enzimatik umumnya memerulkan waktu  yang  lama.  Selain  itu,  biaya  modal  enzim yang mahal menjadikan teknik pengolahan ini tidak layak.
Pretreatment mekanikal  memerlukan  lahan  yang lebih  kecil  dari  pada  teknik pretreatment kimiawi yang  memerlukan  fasilitas  tangki  pengolahan. Sistem pretreatment biologis  dan  enzimatik  ini memerlukan  waktu  untuk  berproses.  Karena  waktu tinggal  yang  lebih  lama,  maka  diperlukan  tangki dengan kapasitas  lebih besar yang berarti memerlukan lahan yang lebih luas dari pada teknik pretreatment yang  lain.  Teknik pretreatment untuk pengolahan  limbah  POME  yang  cocok  dengan karakteristiknya yang asam dan lebih ekonomis dari sisi biaya operasi termasuk waktu proses yang cepat adalah  teknik  pengolahan  dengan  ultrasonik  dan ozonasi.
Tabel 4. Perbandingan teknologi pretreatment limbah POME sebelum digester Pretreatment Mekanisme Keunggulan Kelemahan Biaya a,b) Pekiraan Kebutuhan Peralatan Tambahan Ref. Mekanikal Ultrasonik Kavitasi 1. Membentuk gelembung mikro yang dapat menghancurkan gumpalan 2. Meningkatkan kemampuan untuk mengurangi air ( dewaterability ) lumpur sehingga terkonsentrat. Memerlukan energi yang tinggi, tidak cocok untuk lignoselulosa, probe perlu diganti setiap 1.5 – 2 tahun Power = 0,1 kW SE = 1.600 kJ/kg TS Biaya operasional = 110 USD/hari Perlu tangki pretreatment, peralatan ultrasonik, dan instrumentasi. [3], [10], [24] Microwave Efek termal (memanaskan cairan intraselular), efek atermal (memecah rantai hidrogen, pergerakan dipole polar) 1. Menambah kelarutan lumpur ( sludge )
hingga 3,1 kali lebih tinggi
2. Menghancurkan pathogen yang ada dalam lumpur. Memerlukan energi tinggi, terbatas pada substrat berbasis mikroba. SE = 336 kJ/kg sludge Biaya operasional = 1524 USD/hari Perlu tangki pretreatment dan peralatan microwave (belum terbukti untuk skala besar) [26] Disintegrasi elektrokinetik Medan tegangan tinggi Mengurangi bio- solid Memerlukan energi yang tinggi, peralatan, operasi, dan perawatannya kompleks Power = 34 kWh/m 3c) Biaya operasional = 561 USD/hari Elektrode internal terinstal dalam pipa, tidak membutuhkan lahan yang luas,
dan instrumentasi.
[13], [45]
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 B ia y a O p er a sio n a l (USD/h a ri)
High Pressure Homogenization/ HPH Turbulensi, gaya tekan, kavitasi Memecah gumpalan lumpur dan merusak membran sel. Memerlukan energi yang tinggi, operasi, dan perawatannya kompleks Tekanan =50 MPa Number of cycle = 1 TS0 = 150 SE = 3333 kJ/kg TS
Biaya operasional = 229 USD/hari Dapat langsung disambungkan dengan pipa, tidak membutuhkan lahan yang luas, dan instrumentasi. [28], [29] Termal Hidrolisis Termal Efek termal Mengurangi kandungan air dalam lumpur, kelarutan lumpur bertambah karena naiknya suhu, dan berdampak pada karbohidrat, protein daripada lemak. Jika suhu diatas 210 o C maka akan membentuk komponen yang susah dicerna seperti melanoidin (polimer heterogen yang memiliki berat molekul tinggi) Suhu treatment = 70 o C Heat capacity =
4,18 kJ/kg o C Biaya operasional = 758 USD/hari Perlu tangki pretreatment , pemanas/ heater , isolasi/jaket pada tangki, dan instrumentasi. [25] Kimia Hidrolisis asam
(HCl, H 2 SO 4 , H 3 PO 4 and HNO 3 ) Hidrolisis hemiselulosa 1. Efektif untuk hidrolisis biomassa lignoselulosa 2. Merusak gaya Van der Waals, ikatan hydrogen, dan ikatan kovalendari komponen biomassa Korosif, membentuk senyawa penghambat fermentasi mikroba, netralisasi sebelum reaktor. - Perlu dosing pump , tangki larutan asam, dan instrumentasi. [3], [10], [13] Hidrolisis alkali
(NaOH, KOH,
Ca(OH) 2 ,Mg(OH) 2 , CaO and ammonia) Pelarutan, safonifikasi Efektif untuk memecah lignin Korosif, kelebihan dosis Na + akan berpengaruh ke mikroorganisme biogas, netralisasi sebelum reaktor. - Perlu tangki larutan alkali, dosing pump , dan instrumentasi. [3], [10], [46] Ozonasi Pembentukan radikal hidroksil Merusak sel membran menambah kelarutan dan reduksi sludge , menghilangkan patogen, meningkatkan COD removal , dan lebih stabil tanpa penyesuaian pH. Memerlukan energi yang tinggi, resiko mineralisasi material sel, berkontribusi pada GRK. Energi untuk ozonator =14 kWh. kgO 3 -1
Kebutuhan ozon =5 gO 3 /L limbah
Biaya
operasional = 186 USD/hari Perlu diffuser , ozonator, tangki gas, pompa gas, tangki pretreatment. [47] Oksidasi Fenton Pembentukan radikal hidroksil dengan mereaksikan H 2 O 2 (hidrogen preoksida) dengan katalis besi (Fe 2+ )
Disintegrasi sludge dan cel lysis mikroorganisme, mengurangi kadar air (dewatering)
dalam sludge, energi rendah Kontaminasi kimia, resiko radikal hidroksil. Biaya larutan H 2 O 2 50 % = 1,6×10 −3 €/L waste
Biaya larutan FeSO 4 •7H 2 O 0,36×10 −3 €/L waste Biaya treatment =
4,9 €/kg waste
Perlu tangki tahan korosi untuk larutan H 2 O 2 dan FeSO 4 .7H 2 O, dosing pump, dan instrumentasi. [48], [52], [53] Fe(II)- activated persulfate Persulfate (S 2 O 8 2- ) dipicu Mudah dioperasikan Kontaminasi kimia Harga Fe(II) persulfate = Perlu tangki pengolahan, [49]
dengan panas,
sinar UV atau metal transisi untuk menghasilkan radikal bebas sulfat 0,6 USD/hari Kadar reagen= 10 mM Biaya treatment = 0,64 USD/g waste c) heater, tangki larutan Fe(II)- activated
persulfate, dosing pump , dan instrumentasi

## Biologis
TPAD (Temperature- Phased Anaerobic Digestion) Kombinasi pretreatment termofilik (tahap hidrolisis dan acidogenesis) dan mesofilik (acetogenesis dan metanogenesis) Meningkatkan yield metana, menghancurkan solid, menggunakan energi yang rendah Data optimasi masih terbatas analisis neraca energi dan sistem up-scaling . - Perlu digester dengan insulasi untuk kondisi termofilik, heater. [50], [54] Menambahkan bakteri lain (contoh Bacillus sp.) Degradasi biologi Meningkatlan yield biogas, dapat menghasilkan enzim yang berguna untuk pretreatment, ramah lingkungan Bakteri membutuhkan waktu untuk mencerna, umumnya harus pada kondisi tertentu (suhu dan tekanan yang rendah) sehingga perlu peralatan yang mahal atau reagen kimia - Perlu tangki larutan berbakteri, dosing pump , dan instrumentasi. [41] Enzimatik Protease, amylase, lipase Reaksi enzimatik Tidak membutuhkan waktu untuk beradaptasi, ramah lingkungan Enzim komersial sangat mahal, reaksi enzimatik lama. Kadar enzim lipase = 100 ppm (0,01%) Biaya enzim = 712 USD /hari Perlu tangki pretreatment dengan volume lebih besar, tangki larutan enzim, dosing pump , dan instrumentasi. [41], [51]
a belum termasuk biaya modal / capital cost
b biaya tarif dasar listrik untuk industri besar tegangan tinggi Rp. 996,74 per April 2018 dengan nilai tukar 1 USD = Rp. 14.500,00 c analisis biaya skala laboratorium

## IV. K ESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  ulasan,  beberapa  teknik pretreatment seperti  mekanikal,  termal,  kimiawi, biologis,  dan  enzimatik  memiliki  keunggulan  yang hampir sama. Beberapa teknik pretreatment tersebut bertujuan  untuk  memecah  padatan  atau  gumpalan komponen agar bakteri dapat lebih mudah mencerna sehingga dapat meningkatkan yield biogas. Pemilihan  teknik pretreatment yang  sesuai  dengan karakteristik limbah POME dengan biaya operasional  yang  relatif  rendah  yaitu  teknik ultrasonik  dan  ozonasi.  Dalam  sistem pretreatment , biaya  operasional  dan  konsumsi  energi  berperan signifikan dalam pemilihan teknik pengolahan untuk skala  besar.  Oleh  karena  itu,  perlu  studi  kelayakan disertakan dengan biaya modal dan keuntungan dari
produk  akhir  (seperti  biogas,  pupuk,  dan  produk lainnya)  yang  dihasilkan  untuk  menentukan  layak tidaknya teknik pretreatment tersebut dalam rangkaian plant .

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Terima  kasih  kami  ucapkan  kepada  Tim INSINAS  Flagship  Biogas  2018  khususnya  unit PTSEIK-BPPT dan Kemenristekdikti.

## R EFERENSI
[1] (2017) Balai Bioteknologi – BPPT website. [Online]. Available: balaibiotek.bppt.go.id/sdm-biotek/117- kelapa-sawit
[2] A. N. Ma, S. H. Ong, and A. Augustine, “Treatment of  palm  oil  steriliser  condensate  by  an  anaerobic process”, Biological Wastes , vol. 23, pp. 85-97, 1988.
[3] G.  Zhen,  X.  Lu,  H.  Kato,  Y.  Zhao,  and  Y.  Li, “Overview  of  pretreatment  strategies  for  enhancing sewage  sludge  disintegration  and  subsequent anaerobic  digestion:  Current  advances,  full-scale application and future perspectives”, Renewable and Sustainable  Energy  Reviews ,  vol.  69,  pp.  559-577, 2017.
[4] Azwir, “Analisa pencemaran air sungai Tapung Kiri oleh  limbah  industri  kelapa  sawit  PT.  Peputra Masterindo  di  Kabupaten  Kampar”, Tesis  Magister
Ilmu Lingkungan, Universitas Diponegoro, Indonesia , 2006. [5] F. Canganella and J. Wiegel.  “Anaerobic thermophiles”, Life (Basel, Switzerland) , vol. 4 no. 1, pp. 77-104, 2014.
[6] PTPN V-PKS Sei Pagar, 2015.
[7] A. Pertiwi, N. Rahmawati, E. Rosyadi, G. W. Murti, I.  Masfuri,  T.  P.  Rini,  A.  Sholihah,  A.  B. Adiprabowo,  and  M.  Hidayatullah,  “Perencanaan Proses Pre-Treatment POME (Palm Oil Mill Effluent)
Sebagai Bahan Baku Produksi Biogas”,
BPPTTechnical Report WP 1.5 , 2018.
[8] J.  Ariunbaatar,  A.  Panico,  G.  Esposito,  F.  Pirozzi, and  P.  N.  L.  Lens.  “Pretreatment  Methods  to Enhance  Anaerobic  Digestion  of  Organic  Solid Waste”, Applied Energy 123 , pp.143–156, 2014.
[9] A. Salihu, and Md. Z. Alam, “Pretreatment Methods of  Organic  Wastes  for  Biogas  Production”, Journal of Applied Sciences, vol.16 no. 3, pp. 124-137, 2016.
[10] R.  J.  Patinvoh,  O.  A.  Osadolor,  K.Chandolias,  I.  S. Horváth,  and  M.  J.  Taherzadeh,  “Innovative pretreatment  strategies  for  biogas  production”, Bioresource Technology , vol. 224, p. 13-24, 2017.
[11] M.  J.  Taherzadeh  and  K.  Karimi,  “Pretreatment  of Lignocellulosic  Wastes  to  Improve  Ethanol  and Biogas  Production:  A  Review”, International Journal  of  Molecular  Sciences ,  vol.  9,  pp.  1621- 1651, 2008.
[12] Y.  Zheng,  J.  Zhao,  F.  Xu,  and  Y.  Li,  “Pretreatment of  lignocellulosic  biomass  for  enhanced  biogas production”, Progress  in  Energy  and  Combustion Science , vol. 42, pp. 35-53, 2014.
[13] T.  Karuppiah  and  V.  E.  Azariah,  “Biomass
Pretreatment for Enhancement of Biogas
Production,” IntechOpen , pp. 1-22, 2019.
[14] S.  A.  Kamala,  J.  M.  Jahima,  N.  Anuara,  O.  Hassan, W. R. W. Daud, M.  F. Mansora, and S. S.  Rashida, “Pre-Treatment  Effect  of  Palm  Oil  Mill  Effluent (POME)  during  Hydrogen  Production  by  a  Local Isolate Clostridium  butyric”,  Advanced  Science Engineering  Information  Technology ,  vol.  2,  no.4, pp. 54-60, 2012.
[15] F.  P.  Sari  and  Budiyono,  “Enhanced  biogas production from rice straw with various pretreatment:  a  review”, Waste  Technology ,  vol.  2 no. 1, pp. 17-25, 2014.
[16] P. Amnuaycheewa, R. Hengaroonprasan, K.
Rattanaporn,  S.  Kirdponpattara,  K.  Cheenkachorn, and M. Sriariyanun, “Enhancing  enzymatic
hydrolysis and biogas production from rice straw by pretreatment  with  organic  acids”, Industrial  Corps and Products , vol. 87, pp. 247-254, 2016.
[17] D. J. Shetty, P. Kshirsagar, S. Tapadia-Maheshwari, V.  Lanjekar,  S.  K.  Singh,  and  P.  K.  Dhakephalkar, “Alkali  pretreatment  at  ambient  temperature:  A promising method to enhance biomethanation of rice straw”, Bioresource Technology , vol. 226, pp. 80-88, 2017.
[18] G.  Mancini,  S.  Papirio,  P.  N.  L.  Lens,  and  G. Esposito,  “Solvent  Pretreatments  of  Lignocellulosic Materials to Enhance Biogas Production: A Review”, Energy Fuels , vol. 30no. 3, pp 1892–1903, 2016.
[19] M.  Shafiei,  K.  Karimi,  and  M.J.Taherzadeh, “Techno-economical  study  of  ethanol  and  biogas from  spruce  wood  by  NMMO-pretreatment  and rapid  fermentation  and  digestion”, Bioresource Technology , vol. 102no. 17, pp. 7879-7886, 2011.
[20] R.  Wikandari,  H.  Nguyen,  R.  Millati,  C.  Niklasson, and  M.  J  Taherzadeh,  “Improvement  of  Biogas Production from Orange Peel Waste by Leaching of Limonene”, BioMed  Research  International ,  vol. 2015, pp. 6, 2015.
[21] T.  Gu,  “Pretreatment  of  Lignocellulosic  Biomass Using  Supercritical  Carbon  Dioxide  as  a  Green Solvent”, Green  Biomass  Pretreatment  for  Biofuels Production , USA: SpringerBriefs, 2013.
[22] J.  C.  Rosero-Henao,  B.  E.  Bueno1,  R.  Souza,  R. Ribeiro,  A.  L.  de  Oliveira,  C.  A.  Gomide,  T.  M. Gomes, and G. Tommaso, “Potential benefits of near critical and supercritical pre-treatment of lignocellulosic biomass towards anaerobic digestion”, Waste Management and Research, pp.1– 9, 2018.
[23] S. Pilli, P. Bhunia, S. Yan, R.J. LeBlanc, R.D. Tyagi, and  R.Y.  Surampalli,  “Ultrasonic  pretreatment  of sludge:  A  review”, Ultrasonics  Sonochemistry ,  vol. 18 no. 1, pp. 1-18, 2011.
[24] M. R. Salsabil, J. Laurent, M. Casellas, and C. Dagot, “Techno-economic  evaluation  of  thermal  treatment, ozonation  and  sonication  for  the  reduction  of wastewater  biomass  volume  before  aerobic  or anaerobic digestion”, Journal of Hazardous Materials , vol. 174 no. 1–3, pp. 323-333, 2010.
[25] B.  R.  Dhar,  G.  Nakhla,  and  M.  B.  Ray,  “Techno- economic  evaluation  of  ultrasound  and  thermal pretreatments  for  enhanced  anaerobic  digestion  of municipal waste activated sludge”, Waste Management , vol. 32, pp. 542–549, 2012.
[26] S. Elagroudy andF. El-Gohar, “Microwave
Pretreatment  of  Mixed  Sludge  for  Anaerobic Digestion  Enhancement”, Int.  J.of  Thermal  and Environmental  Engineering ,  vol.  5,  pp.  105–111, 2013.
[27] (2018)  Vogelsang  website.  [Online].  Available: http://www.engineered-to- work.com/web/infomaterialien/biocrack_bga_ka_en. pdf
[28] Y. Zhang, P. Zhang, B. Ma, H. Wu, S. Zhang, and X. Xu, “Sewage  sludge  disintegration by high-pressure homogenization:  A  sludge  disintegration  model”,
Journal of Environmental Sciences , vol. 24, no. 5, pp. 814-820, 2012.
[29] S. Zhang, P. Zhang, G. Zhang, J. Fan, and Y. Zhang, “Enhancement  of  anaerobic  sludge  digestion  by high-pressure homogenization”, Bioresource Technology , vol. 118, pp. 496-501, 2012.
[30] H. Carrere, C. Dumas, A. Battimelli, D. J. Batstone, J.  P.  Delgenes,  and  J.  P.  Steyer  JP,  “Pretreatment methods  to  improve  sludge  anaerobic  degradability: a  review”, J.  Hazard  Mater, vol.  183,  pp.  1–15, 2010.
[31] H.  Carrere,  C.  Bougrier,  D.  Castets,  and  J.  P. Delgenes,  “Impact  of  initial  biodegradability  on sludge  anaerobic  digestion  enhancement  by  thermal pretreatment”, J Environment Science Health A, vol. 43 no. 13 , pp. 1551–1555, 2008.
[32] (2018) Cambi website. [Online]. Available: https://www.cambi.com/
[33] (2018) Veolia website. [Online]. Available: http://technomaps.veoliawatertechnologies.com/biot helys/en/references.htm
[34] L.  Appels,  J.  Baeyens,  J.  Degreve,  and  R.  Dewil, “Principles  and  potential  of  the  anaerobic  digestion of  waste-activated  sludge”, Prog.   Energy  Combust , vol. 34, pp. 755–781, 2008.
[35] P. F. H. Harmsen, W. J. J. Huijgen, L. M. B. López, and  R.  R.  C.  Bakker,  “Literature  review  of  physical and chemical pre-treatment processes for lignocellulosic biomass. A review report”,
Wageningen UR Food & Biobased Research , 2010.
[36] J.  Kim,  C.  Park,  T.  H.  Kim,M.  Lee,  S.  Kim,  and  S. W.  Kim,  “Effects  of  various  pretreatments  for enhanced  anaerobic  digestion  with  waste  activated sludge”, J. Biosci. Bioeng , vol. 95, pp. 71–75, 2003.
[37] L.  B.  Chu,  S.  T.  Yan,  X.  H.  Xing,  X.  L.  Sun,  B. Jurcik,  “Progress  and  perspectives  of  sludge ozonation  as  a  powerful  pretreatment  method  for minimization  of  excess  sludge  production”, Water Resources , vol. 43, pp. 1811–22, 2009.
[38] L.  B.  Chu,  S.  T.  Yan,  X.  H.  Xing,  A.  F.  Yu,  X.  L. Sun,  B.  Jurcik,  “Enhanced  sludge  solubilization  by microbubble  ozonation”, Chemosphere ,  vol.  72,  pp. 205–212, 2008.
[39] S.  Chaiprapat  and  T.  Laklam,  “Enhancing  digestion efficiency  of  POME  in  anaerobic  sequencing  batch reactor  with  ozonation  pretreatment  and  cycle  time reduction”, Bioresource  Technology ,  vol.  102,  pp. 4061–4068, 2011.
[40] W.  Lv,  F.  L.  Schanbacher,  Z.  T.  Yu,  “Putting microbes  to  work  in  sequence:  recent  advances  in temperature-phased  anaerobic  digestion  processes”, Bioresour Technol , vol. 101, pp. 9409–9414, 2010.
[41] S. Hasegawa, N. Shiota, K. Katsura, and A. Akashi, “Solubilization  of  organic  sludge  by  thermophilic aerobic  bacteria  as  a  pretreatment  for  anaerobic digestion”, Water  Sci.  Technol. ,  vol.  41,  pp.  163- 169, 2000.
[42] R.  J.  Patinvoh,  “Biological  pretreatment  and  dry digestion processes for biogas production”, Doctoral Dissertation , University of Boras, 2017.
[43] S.  Singh,  S.  Kumar,  M.C.  Jain,  and  D.  Kumar, “Increased  biogas  production  using  microbial stimulants”, Bioresour  Technol. ,  vol.  78,  pp.  313- 316, 2001.
[44] S.  Deleris,  A.  Larose,  V.  Geaugey,  and  T.  Lebrun, “Innovative  strategies  for  the  reduction  of  sludge production in activated sludge plant: BIOLYSIS® O and  BIOLYSIS®  E”,  in Proceedings  of  the International  Water  Association  (IWA)  Specialist Conference , Norway, June, 2003.
[45] D. Ki, P. Parameswaran, S. C. Popat, B. E. Rittmann, and  C.  I.  Torres,  “Effects  of  prefermentation  and pulsed-electric-field  treatment  of  primary  sludge  in microbial electrochemical cells”, Bioresour Technol., vol, 195, pp.83–88, 2015.
[46] J.  Wang,  Q.  Mahmood,  J.P.  Qiu,  Y.S.  Li,  Y.  S. Chang, and X. D. Li, “Anaerobic Treatment of Palm Oil  Mill  Effluent  in  Pilot-Scale  Anaerobic  EGSB Reactor,” BioMed Research International , vol. 2015, 2015.
[47] F.  Nilsson,  “Application  of  ozone  in  wastewater treatment”, Dissertation  Lund  University ,  Sweden, 2015.
[48] M. Krichevskaya, D. Klauson, E. Portjanskaja, and S. Preis, “The Cost Evaluation of Advanced Oxidation
Processes
in Laboratory and Pilot-Scale Experiments”, Ozone  Science  and  Engineering ,  vol. 33 no. 3, pp. 211-223, 2011.
[49] C. Liang, Y. Y. Guo, and Y. R. Pan, “A study of the applicability of various activated persulfate processes for the treatment of 2,4- dichlorophenoxyacetic  acid”, Int.  J.  Environ.  Sci. Technol ., vol. 11, pp. 483–492, 2014.
[50] S.  Sung  and  H.  Santha,  “Performance  of Temperature-Phased  Anaerobic  Digestion  (TPAD) System  Treating  Dairy  Cattle  Wastes”, Tamkang Journal of Science and Engineering , vol. 4no. 4, pp. 301-310, 2001.
[51] Y.  X.  Liew,Y.J.  Chan,  P.L.  Show,  M.  Sivakumar, and M.F. Chong, “Enzymatic Pre-treatment of Palm Oil  Mill  Effluent  (POME)  For  Enhanced  Anaerobic Digestion”, APCChE  2015  Congress  incorporating Chemeca , Melbourne, 2015.
[52] Y.  Ahmed,  Z.  Yaakob,  P.  Akhtar,  and  K.  Sopian, “Production of biogas and performance evaluation of existing treatment processes in palm oil mill effluent (POME)”, Renewable  and  Sustainable  Energy Reviews , vol. 42, pp. 1260–1278, 2015.
[53] A.  Aris,  O.  B.  Siew,  K.  S.  Kee,  and  Z.  Ujang, “Tertiary Treatment of Palm Oil Mill Effluent Using Fenton  Oxidation”, Malaysian  Journal  of  Civil Engineering, vol. 20 no. 1, pp. 12 - 25, 2008.
[54] B.  B.  Mehari,  S.  Chang,  Y.  Hong,  and  H.  Chen, “Temperature-Phased  Biological  Hydrolysis  and Thermal  Hydrolysis  Pretreatment  for  Anaerobic Digestion  Performance  Enhancement”, Water ,  vol. 10, 2018.