(d al am r ib u t o n ) Tahun

## PENGOLAHAN EFFLUENT FERMENTOR BIOGAS SECARA AEROBIK MENGGUNAKAN REAKTOR ALIR TANGKI BERPENGADUK
Yohannes Tandean*, Michael Vincent, Irvan, Bambang Trisakti Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara Jl. Almamater Kampus USU Medan 20155 Indonesia
*Email : demoniacz @students.usu.ac.id

## Abstrak
Produksi  minyak  kelapa  sawit  di  Indonesia  saat  ini  diperkirakan  sekitar  28  juta  ton/tahun.  Seiring dengan  meningkatnya produktivitas  ini,  maka  limbah  yang  dihasilkan  oleh proses  pengolahannya yaitu palm oil mill effluent (POME) juga akan semakin meningkat. Di Indonesia, pengolahan POME saat ini dilakukan  secara  konvensional  yaitu  dengan  menggunakan  sistem  kolam  fakultatif  yang  selain memerlukan  biaya  operasional  yang  tinggi  serta  lahan  yang  luas,  juga  menghasilkan  gas  rumah  kaca, metana (CH 4 ) sebagai produk yang biasanya dibuang begitu saja dengan cara dibakar. Dari penelitian terdahulu,  dilakukan  pengolahan  POME  secara  anaerobik  guna  menghasilkan  biogas,  tetapi  hasil pengolahannya  masih  belum  memenuhi  baku  mutu untuk dapat  dibuang  ke  lingkungan,  sehingga masih diperlukan proses aerobik agar dapat memenuhi baku mutu yang telah ditetapkan agar dapat dibuang ke lingkungan.  Dari  hasil  penelitian  yang  telah  dilakukan  dengan  menggunakan  reaktor  alir  tangki berpengaduk  dan  dengan  bantuan  effective  microorganism  (EM4),  diperoleh  nilai  akhir  VSS  adalah sekitar 100 mg/L dengan HRT 10 hari.
Kata kunci : Biogas, reaktor alir tangki berpengaduk, limbah cair pabrik kelapa sawit, effective microorganism

## Abstract
Palm  oil  production  in  Indonesia  is  estimated  around  28  million  tonnes  per  annum.  As  this  number increases, the waste generated from the process which generally called as palm oil mill effluent (POME) increases as well. In Indonesia, POME treatment is being carried out conventionally by using facultative ponds system, which is high in operational cost, uses up a vast amount of land and generates greenhouse gas, Methane (CH 4 ) as product which is usually burnt away. From previous researches done, POME has been treated anaerobically to produce biogas, but the effluent from these processes have not yet met the standard  quality  control  required  to  be  released  to  the  environment.  Which  is  why  it  still  needs  to  be treated aerobically to fulfill the standar quality control so as to be released to the environment. From the research  done by  using  continuous  stirred  tank  reaktor  and adding  effective  microorganism  (EM4),  the final VSS value reached was around 100 mg/L with 10 days HRT.
Keywords : Biogas, continuous stirred tank reaktor, palm oil mill effluent, effective microorganism

## Pendahuluan
Kelapa  sawit  merupakan  salah  satu  tanaman perkebunan  yang  mempunyai  peranan  sangat penting  dalam  upaya  peningkatan  pendapatan  dan kesejahteraan petani. Industri kelapa sawit merupakan  salah  satu  industri  yang  berkembang pesat  pada  dua  dekade  terakhir  dan  diproyeksikan masih  akan  tetap  mejadi  salah  satu  primadona dalam  sub  sektor  perkebunan  pada  masa mendatang [3].
Sejak  tahun  2005,  pangsa  konsumsi  minyak kelapa  sawit  terhadap  konsumsi  minyak  nabati dunia  telah  menggeser  pangsa  konsumsi  minyak nabati  lainnya.  Hal  itu  disebabkan  oleh  luas  lahan yang  digunakan  untuk  menghasilkan  minyak nabati  jauh  lebih  besar  daripada  minyak  kelapa sawit [2].
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 Dunia [6]
Seiring  dengan  peningkatan  produktivitas kelapa sawit, diikuti juga peningkatan limbah yang dihasilkan  dari  proses  pengolahannya  yaitu Palm Oil  Mill  Effluent (POME).  Pengolahan  POME secara  anaerobik  dapat  menghasilkan  biogas. Tetapi,  hasil  pengolahan  secara  anaerobik  tidak dapat  menurunkan  kandungan  limbah  yang terdapat  di  dalamnya.  Hal  ini  terbukti  dari
penelitian  sebelumnya  yang  mengolah  POME secara  anerobik.  Beberapa  penelitian  tentang POME dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel  1.  Beberapa  Penelitian  Terdahulu Mengenai Pengolahan POME secara Anerobik
Peneliti Tujuan Hasil Riki Handoko &  Alviah Nadya  Sari Simbolon (2009) - Close Digester Tank C -Pengaruh HRT terhadap fermentasi POME dengan variasi  4,6,8  dan 10 hari -HRT terbanyak menghasilkan biogas adalah HRT 6 dengan laju degradasi bahan organik sekitar 75% -Laju dekomposisi bahan organik terbaik ± 79 % dicapai pada HRT 10 hari Vivian Wongistani &  M.  Izni Harahap (2009) -Variasi HRT 20,10 & 8 -Pengaruh HRT terhadap fermentasi POME HRT  terbanyak  yang menghasilkan biogas adalah HRT 8 Jumri P Pangihutan & Ismaulida Sari Lubis (2009) -Variasi lokasi PKS Pagar Merbau, Rambutan & Sisirau Biogas  PKS  Rambutan lebih  baik  daripada  PKS Merbau dan PKS Sisirau Senafati  & Amalia Yolanda (2011) -Variasi recycle terhadap laju dekomposisi Laju dekomposisi dapat mencapai 80 % Febri & Vandi (2011) Fermentasi POME sistem tertutup pada skala pilot Penyesuaian terhadap kondisi  operasi,  loading up dan sinkronisasi sistem
Adapun  proses  anerobik  yang  dilakukan masih  belum  mencapai  standar  baku  mutu  yang ditetapkan  agar  dapat  dibuang  secara  langsung  ke lingkungan  sehingga  masih  perlu  diolah  lebih lanjut  dengan  bantuan Effective  Microorganism (EM).

## Teori
Limbah  cair  kelapa  sawit  atau  biasa  disebut dengan Palm  Oil  Mill  Effluent (POME)  adalah cairan  berwarna  coklat,  bersifat  asam  dan merupakan  suspensi  koloid  yang  mengandung komponen  organik  berkonsentrasi  tinggi.  POME berasal  dari  3  sumber  utama  yaitu  kondensat sterilisasi, klarifikasi minyak dan hydrocyclone [7]. Adapun  karakteristik  dari  limbah  cair  pabrik kelapa  sawit  terlihat  pada  Tabel  2.  Standar  mutu limbah  cair  kelapa  sawit  supaya  dapat  dibuang  ke badan perairan Indonesia terlihat pada Tabel 3.
Tabel  2.    Karakteristik  Limbah  Cair  Pabrik Kelapa Sawit [5]
No Parameter Satuan Kisaran 1 Biological Oxygen Demand (BOD ) mg/L 25.000 2 Chemical Oxygen Demand (COD ) mg/L 50.000 3 Total  Suspended  Solid (TSS ) mg/L 18.000 4 Total Solid (TS ) mg/L 40.500 5 Volatile  Suspended  Solid (VSS) mg/L 34.000 6 Minyak dan Lemak mg/L 4.000 7 pH - 4,7

## Tabel  3.  Standar  Mutu  Limbah  Cair  Pabrik
Kelapa Sawit [4] 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  sekelompok  mikroorganisme  yang memiliki  sifat  menguntungkan  bagi  manusia, hewan  maupun  lingkungan  dan  di-deskripsikan sebagai  multi-kultur  yang  terdiri  dari  mikro- organisme aerobik dan anaerobik yang menguntungkan. Salah satu dari keuntungan dalam penggunaan  EM  yaitu  pengurangan  volume lumpur  dimana  EM  mengurai  zat  organik  tersebut menjadi karbon dioksida dan metana.
Adapun  Mikro-organisme  yang  terkandung dalam EM terdiri dari beberapa spesies yang terdiri dari  bakteri  asam  laktat,  bakteri  fotosintesis,  ragi, actynomycetes dan jamur fermentasi [8].

## Metodologi Penelitian
Penelitian  dilaksanakan  di  Laboratorium Departemen  Teknik  Kimia  Fakultas  Teknik  USU, dan  Pusdiklat  LPPM  USU  dengan  menggunakan limbah  cair  hasil  pengolahan  POME  dari Pilot Plant LPPM USU dan Effective Microorganism . Dalam  pengolahan  limbah  secara  aerobik, digunakan sebuah aerator guna menyuplai udara ke dalam reaktor. Berikut gambar yang menunjukkan reaktor  dan  perangkatnya  yang  digunakan  pada penelitian ini.
Gambar 2. Gambar Peralatan yang Digunakan.
Fungsi dari masing-masing alat yang 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  yaitu  mula  mula  dipanaskan  air sebanyak  4  liter  dan  leburkan  gula  aren  100  gram dalam air. Campuran  kemudian didiamkan sampai suhu  kamar.  Kemudian  ditambahkan  sebanyak  40 mL Effective Microorganisms ke dalam campuran.
Campuran  tersebut  ditutup  rapat  dan  disimpan dalam ruang sejuk dan gelap selama 72 jam.
Prosedur  pelaksanaan  penelitian  ini  yaitu mula  mula  campuran  bakteri  sebanyak  2  liter dimasukkan kedalam tangki. Kemudian ditambahkan  sebanyak  2  liter  campuran  limbah dan  air  dengan  perbandingan  1:4  ke  dalam  tangki dan  dihidupkan  pengaduk  dengan  kecepatan putaran  sebesar  10  rpm  pada  tangki  pertama  dan 20  rpm  pada  tangki  kedua.    HRT  awal  dimulai
dengan  HRT  40  hari.  Prosedur  diulang  hingga mencapai target HRT yaitu HRT 10 hari. Hasil
1. Penyisihan VSS tanpa menggunakan EM 4 Hasil  penelitian  dari  penyisihan  VSS  dengan hari yang diperoleh pada tangki tanpa penggunaan EM dapat dilihat pada Gambar 4.

## Gambar 3. Grafik Penyisihan VSS tanpa EM 4
Dari gambar di atas, dapat dilihat bahwa nilai VSS pada tangki kedua awalnya cenderung lebih tinggi daripada nilai VSS pada tangki pertama tetapi pada akhirnya  memiliki  nilai  yang  lebih  kecil.  Hal  ini disebabkan  oleh  oksigen  yang  dialirkan  melalui aerasi  dapat  bercampur  dengan  baik  sehingga dapat menurunkan nilai VSS dengan lebih baik [1].
2. Penyisihan VSS dengan menggunakan EM 4 .
Hasil  penelitian  dari  penyisihan  VSS  dengan hari yang diperoleh pada tangki kedua dapat dilihat pada Gambar 5.

## Gambar 4. Grafik Penyisihan VSS dengan EM 4
Dari gambar di atas, dapat dilihat bahwa nilai VSS untuk  tangki  pertama  cenderung  lebih  tinggi daripada nilai VSS untuk tangki kedua.
Berdasarkan teori yang diperoleh, diketahui bahwa semakin  tinggi  kecepatan  pengaduk  pada  tangki reaktor, bakteri tidak dapat bekerja secara optimal. Hal  ini  disebabkan  oleh  pengadukan  yang  terlalu cepat  dapat  menyebabkan  meledaknya  sel  bakteri [1].
3.  Penyisihan COD  pada Tangki  dengan menggunakan EM 4
Hasil  penelitian  dari  penyisihan  COD  yang diperoleh  pada  tangki  yang  menggunakan  EM dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar  5.  Grafik  Penyisihan  COD  dengan EM 4
Dari  gambar  di  atas,  dapat  dilihat  bahwa  nilai COD  untuk  tangki  pertama  lebih  rendah  daripada nilai COD untuk tangki kedua.
Berdasarkan  teori  yang  diperoleh,  dapat  diketahui bahwa  kecepatan  pengaduk  pada  reaktor  biologis dapat  berefek  negatif  dan  mengurangi  efisiensi mikroba  pada  kecepatan  pengadukan  yang  terlalu tinggi [8].

## Kesimpulan
Adapun  kesimpulan  yang  didapat  dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Semakin  tinggi  kecepatan  putaran  pengaduk yang  digunakan,  maka  nilai  VSS  yang diperoleh cenderung menurun.
2. Nilai  VSS  baik  tanpa  maupun  dengan menggunakan EM 4 cenderung menurun seiring bertambahnya hari.
3. Nilai  VSS  yang  diperoleh  dengan  penggunaan EM 4 cenderung  lebih  rendah  daripada  tanpa menggunakan EM 4 .

## Daftar Pustaka
[1] Bakri,  Yasser. Influence  of  Agitation  Speeds and  Aeration  Rates  on  Xylanese  Activity  of Aspergillus  Niger  SS7 .  Brazilian  Archives  of Biology and Technology. 2011
[2] Direktorat  Jenderal  Perkebunan.  Lintasan  tiga puluh tahun pengembangan kelapa sawit. 2008.
[3] Hidayanto,  M.  Limbah  Kelapa  Sawit  Sebagai
Sumber  Pupuk  Organik  dan  Pakan  Ternak. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Kalimantan Timur. Samarinda, Indonesia. 2008.
[4]  Keputusan  Menteri  Negara  Lingkungan  Hidup Nomor 51 Tahun 1995.
[5] Ngan,  M.A. Management  of  Palm  Oil Industrial  Effluents.  Advance  in  Oil  Palm Research Vol.2, Malaysian  Palm  Oil  Board , Malaysia. 2000.
[6] Risza,  Suyatno. Masa  Depan  Perkebunan Kelapa  Sawit  di  Indonesia. Penerbit  Kanisius, Yogyakarta, Indonesia. 2010.
[7] Rupani,  Parveen  Fatemeh,  et  al. Review  of Current  Palm  Oil  Mill  Effluent  (POME)
Treatment  Methods  :  Vermicomposting  as  a Sustainable Practice . Universiti Sains Malaysia, Malaysia. 2010. [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.