## KARAKTERISTIK SLUDGE BIOGAS SEBAGAI PUPUK ORGANIK

## Novilda Elizabeth Mustamu
Program Studi Agroteknologi Sekolah Tinggi Ilmu Pertanian Labuhan Batu Jl. SM. Raja No. 126 A Rantau prapat, Sumatera Utara Email : vilda78@gmail.com

## ABSTRACT
Sludge  biogas  is  the  waste  of  processing  biogas  which  can  use  as  organic  fertilizer.  The Objectives  were  to  study  a  characteristic  of  sludge  biogas  as  organic  fertilizer.  The experiment  was  conducted  in  Hutapaung  Village,  Humbang  Hasudutan  and  the  sample  was analized in Socfindo Laboratory and National Standard Foundation Laboratory, from March 2016 until April 2016. The data were compared by Quality Standard Organic Fertilzer (SNI) 19-7030-2004  and  SNI  01-2897-1992.  The  result  showed  that  sludge  biogas  has  C/N  Ratio 10,32,  so  it  can  use  as  organic  fertilizer  and  the  composition  of  macro  nutrition  is  suitable based on SNI.
Keywords : sludge biogas, organic fertilizer, SNI, pathogen bacteria.

## PENDAHULUAN

## 1.1. Latar Belakang
Sumber  energi  yang  digunakan untuk  pemanfaatan  energi  adalah  berasal dari  bahan  bakar  fosil,  ketersediaan  bahan bakar  fosil  tersebut  sangat  terbatas  karena merupakan  sumber  energi  yang  tak terbarukan.  Oleh  karena  itu  diperlukan adanya  sumber  energi  terbarukan  untuk dapat  mengurangi  pemakaian  bakar  fosil. Salah  satunya  adalah  pemanfaatan  biogas yang  berasal  dari  limbah  kotoran  ternak. Biogas  merupakan  hasil  fermentasi  dari bahan  organik  dalam  kondisi  anaerob,  gas ini  merupakan  campuran  beberapa  gas yang  tergolong  sebagai  bahan  bakar dimana gas yang dominan adalah CH 4 dan yang  lainnya  jauh  lebih  kecil  adalah  CO 2 , NO 2 ,  SO 2 ,  dan  lain-lain  (Simanjuntak, 2005).
Pada  umumnya  petani/peternak memiliki  lahan  pertanian  dengan  jumlah ternak  satu  hingga  sepuluh  ekor.  Selama ini  peternak  belum  memanfaatkan  limbah kotoran  ternak  sebagai  input  usaha  secara maksimal.  Pemanfaatan  limbah  kotoran ternak  ini  dapat  mengurangi  pencemaran lingkungan dan dapat dimanfaatkan sebagai  sumber  energi  alternatif  bagi  satu keluarga pedesaan.
Menurut  Lazcano et  al .  (2008) kotoran  ternak  merupakan  sumberdaya alam  yang  bernilai  dan  dapat  digunakan sebagai  pupuk,  karena  mengandung  unsur hara  makro  dan  mikro  yang  dibutuhkan bagi  pertumbuhan  tanaman.  Bahkan  dari sisa  biogas  yang  berupa  cairan  kental ( sludge )  dapat  dimanfaatkan  sebagai pupuk  organik,  namun  peternak  belum memanfaatkannya  sebagai  nilai  tambah untuk  meningkatkan  pendapatan.  Pada umumnya,  biogas  terdiri  dari  gas  metana (CH 4 ) sekitar 55-80%, dimana gas metana diproduksi  dari  kotoran  hewan  yang mengandung  energi  4.800-6.700  Kcal/m 3 , sedangkan gas metana murni mengandung 8.900  Kcal/m 3 .  Sludge  biogas  dapat digunakan  sebagai  pupuk  organik  dan dapat  menjadi  pupuk  alternatif  yaitu pengganti  dari  pupuk  NPK.  Aplikasi penggunaan sludge biogas sudah dilakukan  pada  tanaman  bayam  cabut ( Amaranthus tricolor ) yaitu dengan pemberian  2,5  gr  NPK  di  awal  tanam memiliki  bobot  segar  yang  tidak  berbeda nyata  dengan  pemberian  250  ml  sludge setiap hari (Mustamu, 2012).
Sludge biogas mengandung berbagai  macam  unsur  kimia,  sebagian dapat  membahayakan.  Beberapa  sludge
biogas  mengandung  unsur  kimia  (Cu,  Zn, Cd)  pada  konsentrasi  yang  merugikan tanaman  (Marlina,  2009).  Dampak  negatif logam  berat  terhadap  tanaman  adalah menurunkan  aktivitas  organisme  serta menurunkan kesuburan tanah. Lebih lanjut beberapa  logam  berat  dilaporkan  mampu menurunkan kuantitas dan kualitas produksi  tanaman  atau  bahkan  meracun, diantaranya  Cd,  Zn,  Cu,  Ni,  Pb,  Co,  Cr, Mn, Mo, Zn, As, Cd, Hg, Ti dan Cu. Hasil penelitian  Podlesakova et  al .  (2002)  yang menunjukkan  bahwa  kadar  ambang  kritis logam  Cu  untuk  tanaman  yang  cukup toleran umumnya berkisar 15 – 20 ppm.
Kotoran  dari  2  ekor  ternak  sapi atau  6  ekor  babi  dapat  menghasilkan kurang lebih 2 m 3 biogas per hari, untuk 1 m 3 biogas setara dengan 0,62 liter minyak tanah  dan  0,46  kg  LPG  (Direktorat Pengolahan Hasil Pertanian, 2009). Apabila  limbah  ternak  sapi  potong  ini dapat  dikelola  secara  maksimal  maka dapat memberikan keuntungan bagi petani maupun peternak di pedesaan.
Berdasarkan  uraian  diatas  maka  timbul gagasan penulis untuk melakukan penelitian mengenai “Karakteristik Sludge Biogas  Sebagai Pupuk Organik ”.

## 1.2 Tujuan Penelitian
Tujuan  penelitian  ini  ialah  untuk mempelajari  karakteristik  sludge  biogas sebagai sumber pupuk organik.

## 1.3 Manfaat Penelitian
Penelitian  ini  diharapkan  berguna untuk petani/peternak dalam meningkatkan pemanfaatan  feses  babi  menjadi  produk yang  memiliki  nilai  dibandingkan  bila dibiarkan menjadi limbah dan sludge yang dihasilkan dapat  digunakan sebagai  pupuk organik.

## METODOLOGI  PENELITIAN

## 2.1 Bahan dan Alat
Bahan  yang  akan  di  gunakan adalah  feses  sapi  dan  babi  segar,  sludge biogas  yang  diambil  langsung  dari  outlet digester  biogas,  aquades,  NaCl  fisiologis, Lactose Broth, Mac Conkey Agar.
Peralatan  yang  digunakan  untuk analisis  kualitas  feses  dan  sludge  biogas adalah  alat  tulis,  label,  timbangan  biasa, timbangan  elektrik,  saringan,  alat  hitung, oven,  tabung  reaksi,  pipet,  pH  meter, mesin  pengocok, beaker  glass, alat  titrasi, labu kjedhal, alat destruksi, Spektrofotometer, flamefotometer dan Atomic Absorption Spectrophotometer
(AAS),  peralatan  yang  digunakan  untuk deteksi  jumlah  koloni  bakteri  adalah plastik  steril,  termos,  autoklav,  labu erlemenyer,  timbangan,  bunsen,  spiritus, aluminium  foil,  kapas,  kantong  plastik, karet  pengikat,  mikroskop,  gelas  ukur, tabung  reaksi,  rak  tabung  reaksi,  ose, thermometer,  tabung  durham, colony counter dan penangas air.

## 2.2  Prosedur Penelitian
2.2.1  Pengambilan Sampel Penelitian ini merupakan penelitian eksploratif,  daerah  penelitian  ditetapkan secara sengaja ( purposive) yakni berdasarkan pertimbangan bahwa di daerah tersebut sudah menggunakan teknologi biogas dan masih aktif.
Pada  tahap  awal  ini  dilakukan pengambilan  sampel  feses  ternak  babi yang  masih  segar  dan  sludge  biogas. Kotoran  ternak  yang  masih  segar  adalah kotoran  yang baru dikeluarkan dari sistem pencernaan  babi.  Sludge  biogas  yang dijadikan  sampel  merupakan  lumpur  yang dihasilkan dari proses pembuangan pertama  kali  setelah  terbentuknya  gas  bio setelah 14-24 hari.
2.2.2    Tahap Analisis Laboratorium Semua sampel feses diambil masing-masing  500  gr    dan  sludge sebanyak  100  ml  untuk  dianalisis  di laboratorium,  parameter  yang  diamati untuk  mengetahui  kualitas  kimia  dan jumlah koloni bakteri feses maupun sludge biogas, adalah sebagai berikut :
a. pH ( pH meter);
b. Kadar C-organik (metode Walkey and Black);
c. Kadar N-total (metode Kjeldhal);
d. P total ( metode spektrofotometer);
e. K total ( metode flamefotometer);
f. Unsur Mikro : Mg, Fe, Cu, Pb dan Zn ( Metode AAS);
g. Deteksi jumlah bakteri berdasarkan metode APM (Angka Paling Mungkin).

## 2.2.3  Analisis Data
Data  yang  diperoleh  dari  hasil analisis laboratorium dibandingkan dengan standar  kualitas  pupuk  organik  menurut SNI 19-7030-2004 dan SNI 01-2897-1992 untuk  deteksi  bakteri  patogen  disajikan dalam  bentuk  tabel  dan  dibandingkan secara  deskriptif.  Dari  analisis  diharapkan adalah  sludge  biogas  dari  kotoran  ternak tersebut  dapat  memenuhi  standar  nasional pupuk  organik  dan  dapat  digunakan sebagai pupuk organik.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1  Karakteristik    Kotoran  Ternak  dan Sludge Biogas
Hasil  analisis  Kotoran  Ternak  babi  dapat disajikan pada Tabel 1 dibawah ini.
Tabel  1.  Karakteristik  Kotoran  Ternak  Babi serta Sludgenya
Rasio  C/N  kotoran  babi  16,26 menunjukkan  bahan  yang  masih  mentah. Jika  bahan  tersebut  diberikan  ke  dalam tanah akan menyebabkan masalah
terjadinya  imobilisasi  N  di  dalam  tanah. Jika nisbah dari bahan organik  segar  yang dibenamkan  ke  dalam  tanah  lebih  besar dari  20,  mikroorganisme  yang  terlibat didalam  proses  dekomposisi  tersebut biasanya  sulit  memperoleh  nitrogen  yang memadai  dari  bahan  organik  itu  sendiri. Nitrogen ini akan digunakan oleh mikroorganisme  sebagai  sumber  protein untuk  membentuk  sel  tubuhnya  dan berkembang biak (Hanafiah et al ., 2009). Limbah ternak mengandung berbagai  macam  mikroba,  diantaranya adalah  protozoa,  fungi,  bakteri  dan  virus. Mikroba  ini  berpotensi  menyebabkan penyakit  pada  manusia.  Penyakit-penyakit yang dapat ditularkan oleh bakteri melalui limbah  ternak  adalah  diare  oleh  bakteri Escherichia  coli ,  disentri  basiler  yang disebabkan  oleh  spesies  dari Shigella seperti S. Dysentriae , gejala gastrointestinal disebabkan oleh Salmonella dan penyakit demam
pneumonia yang disebabkan oleh Serratia ,
Proteus , dan Klebsiella (Fardias, 1993).
Hasil analisis laboratorium
diketahui  bahwa  bakteri Escherichia  coli pada  feses  babi  cenderung  lebih  banyak dibandingkan  pada  sludge.  Hal ini
menunjukkan  bahwa Escherichia  coli masih  terdapat  banyak  dalam  feses  dan keberadaannya dapat mengganggu sanitasi lingkungan.
Dalam  proses  fermentasi  didalam reaktor  yang  terkendali,  suhu  akan meningkat secara bertahap mulai dari suhu mesofilik  atau  suhu  awal  yaitu  <  40°C kemudian meningkat sampai suhu thermofilik  (40°-70°C)  dan        kemudian turun kembali menjadi <40°C. Peningkatan  suhu  tersebut  menyebabkan proses  fermentasi  mampu  membunuh bakteri  yang  bersifat  pathogen  seperti bakteri kelompok koliform yaitu
Salmonella,  Shigellae  dan  Escherichia coli .
Bakteri Eschericia Coli merupakan bakteri  anaerob  fakultatif,  yang  artinya bakteri  ini  secara  terbatas  dapat  hidup dalam keadaan aerobik ataupun anaerobik.
Artinya  bakteri  ini  mereduksi  bukan karena  suasana  anaerobik  yang  terjadi dalam  reaktor,  tetapi  bakteri Escherichia coli ini terjadi penurunan akibat suhu yang tercipta dalam reaktor biogas.
Spesifikasi  pupuk  organik/kompos yang  dikeluarkan  oleh  Badan  Standarisasi Nasional (BSN) Standar Nasional
Indonesia 19-7030-2004 dan United States Environmental  Protection  Agenscy  (EPA) menetapkan bahwa standar minimal pupuk organik/  kompos  untuk Fecal  coli adalah tidak lebih dari 1000 MPN/gr dan menurut SNI  19-2897-1992  untuk Escherichia  coli tidak lebih dari 3 APM/gr  dan Salmonella sp negatif.

## 3.2 Karakteristik Sludge Biogas
Kotoran babi yang telah didekomposisi secara anaerobik menghasilkan sludge/ effluent (limbah buangan  berupa  cairan)  Karakteristik Sludge  Biogas  babi  dapat  dilihat  pada Tabel 4. Bahan dari sisa proses pembuatan biogas  bentuknya  berupa  cairan  kental (sludge)  yang  telah  mengalami  fermentasi anaerob  sehingga  dapat  dijadikan  pupuk organik  dan  secara  langsung  digunakan untuk  memupuk  tanaman  (Hessami et  al ., 1996).  Pemanfaatan  lumpur  keluaran biogas ini sebagai pupuk dapat memberikan  keuntungan  yang  hampir sama dengan penggunaan kompos.
Menurut  Ayub  (2004)  menyatakan bahwa kualitas lumpur sisa proses pembuatan  biogas  lebih  baik  daripada kotoran ternak yang langsung dari kandang.  Hal  ini  disebabkan  pada  proses fermentasi  di  dalam  biodigester  terjadi perombakan  anaerobik  bahan  organik menjadi  biogas  dan  asam  organik  yang mempunyai  berat  molekul  rendah  seperti asam  asetat,  asam  butirat  dan  asam  laktat. Peningkatan asam organik akan meningkatkan konsentrasi unsur N, P, dan K.
Pada  Tabel  2  diatas  menunjukkan bahwa  hasil  analisis  sludge  untuk  pH  dan kadar  air  tidak  memenuhi  SNI  19-7030- 2004  (  <  50%).  Pada  awal  proses
fermentasi,  pH  dalam  digester  dapat  turun menjadi 6 atau lebih rendah. Ini merupakan  akibat  dari  pencernaan  bahan organik  oleh  bakteri  aerobik.  Setelah  2-3 minggu,  pH  mulai  naik  disertai  dengan perkembangbiakan bakteri pembentuk metana.  Bakteri  anaerobik  bekerja  paling giat pada keadaan pH antara 6,8 – 8, pada keadaan  ini  akan  menghasilkan  biogas yang optimum. Bila produksi metan sudah stabil,  maka  pH  akan  tetap  basa  yaitu antara 7,2-8,2 (Barnet et al ., 1978).
Tabel 2.  Nilai pH  dan Kadar Air Pada Sludge
Tabel 3. Kandungan Hara N,P,K, C-Organik dan C/N Rasio Pada Sludge
Hasil  analisis  kandungan  unsur hara sludge disajikan pada Tabel  3, Kadar nitrogen,  P 2 O 5 dan  K 2 O  pada  semua sludge  telah  memenuhi  standar  minimal. Nilai  C/N  rasio  menurut  SNI  19-7030- 2004  yaitu  10-20  semua  sludge  telah memenuhi  standar  SNI.  Sludge  Biogas babi  memiliki  nilai  rasio  C/N  sebesar 10,32.  Menurut  Ginting  (2008),  sludge biogas yang memiliki C/N rasio 15 dan pH 7 dapat digunakan sebagai pupuk organik. Kualitas  pupuk  organik  secara  fisik  dapat dilihat dari warna dan sifat baunya, dimana sludge lebih berwarna  gelap dibandingkan kotoran ternak dan dalam sifat bau, sludge tidak lagi memberikan bau kotoran ternak,
hal  ini  disebabkan  proses  oksidasi  yang lebih  lama  dan  pada  sludge  biogas  sudah terjadi proses pengomposan secara anaerob  pada  instalasi  biogas  sehingga bahan  organik  yang  terkandung  dalam sludge  yakni  unsur  C  sudah  menurun  dan terpakai  untuk  biogas  dalam  bentuk metana (CH 4 ).

## Tabel 4. Kandungan Hara Mikro dan Logam Berat pada Sludge
Pada  Tabel  4.  menunjukkan  kadar hara  mikro  pada  pada  sludge  babi    belum memenuhi  SNI  yaitu  pada  unsur    Mg  dan Cu  sebesar  0,90  %  dan  343,31  %  serta kadar logam berat (Pb) mencapai < 0,005. Pada  kotoran  ternak  dan  sludge  tidak ditemukan  kandungan  logam  berat  (Pb) yang  membahayakan  dan  juga  terjadi penurunan jumlah bakteri Escherichia coli sebanyak  2,19  kali  pada  sludge  babi.  Hal ini  menunjukkan  bahwa  proses  fermentasi anaerob  yang  terjadi  pada  digester  biogas dapat  membunuh  bakteri  patogen,  yaitu disebabkan  oleh  kenaikan  suhu  yang terjaadi pada fase hidrolisis.
Tabel 5.  Kandungan  Bakteri Coliform pada Sludge .
Dalam  fase  hidrolisis  tersebut temperatur  termofilik  yang  menurunkan jumlah  bakteri Escherichia  coli dan Salmonella sp dan diperkuat oleh pernyataan  Kearney et  al (1993)  yang menyatakan  bahwa  suhu  tinggi  dalam reaktor  dapat  menurunkan  jumlah  bakteri patogen  di  dalam  reaktor  biogas,  dapat dilihat pada Tabel 5.

## KESIMPULAN DAN SARAN 4.1 Kesimpulan
1. Kotoran  babi  segar  memiliki  rasio C/N  16,26.  Setelah  mengeluarkan biogas  maka  sludge  memiliki  rasio C/N 10,32 sehingga dapat digunakan sebagai pupuk organik. 2. Sludge  babi  memiliki  komposisi hara  makro  yang  memenuhi  standar kualitas pupuk organik  menurut SNI Nomor  19-7030-2004  dan  SNI  01- 2897-1992  untuk  deteksi  bakteri Salmonella sp .

## 4.2 Saran
Kandungan  unsur  hara  dalam pupuk  organik  tidak  terlalu  tinggi,  tetapi pupuk  organik  dapat  memperbaiki  sifat fisik  tanah  seperti  permeabilitas,  porositas tanah,  struktur  tanah,  daya  menahan  air, dan  kapasitas  tukar  kation  tanah.  Oleh karena  itu  perlu  dilakukan  pengomposan sludge  biogas  dengan  penambahan  bahan organik  seperti  tepung  darah,  tepung tulang dan abu sekam untuk meningkatkan kandungan hara makro seperti N, P, dan K.

## DAFTAR  PUSTAKA
Ayub  SP.  2004. Pupuk  Organik  Cair. Aplikasi dan Manfaatnya . Agromedia. Jakarta. Barnet.  1978. Biogas  technology  in  the Third  World : A  Multidisplinary
Review .  International  Department Research Centre, Ottawa, Canada.
Direktorat  Pengolahan  Hasil  Pertanian.
2009. Pemanfaatan Limbah dan Kotoran Ternak menjadi Energi Biogas. Departemen Pertanian. Jakarta. Fardias  S.  1993.  Mikrobiologi  Pangan. Penuntun Praktek-Praktek Laboratorium Pusat  Antar Universitas
Pangan  dan  Gizi,  Institut  Pertanian
Bogor. Bogor.
Hanafiah  AS,  Sabrina  T,  Guchi  H.  2009.
Biologi  dan  Ekologi  Tanah.  Fakultas
Pertanian, Universitas Sumatera Utara. Medan.
Hessami,  Mir-Akbar,  Sky  Christensen,
Robert Gani. 1996. Anaerobic
digestion on household  organik waste to  produce  biogas .  Department  of
Mechanical Engineering, Monash
University,  Clayton,  Victoria  3168,
Australia.
Kearney TE, Larkin MJ, Levett PN. 1993. The Effect  of  Slurry  Storage  and Anaerobic  Digestion  on  Survival  of Pathogenic  Bacteria. J  of  Applied Technology .
Lazcano C, Gomez-Brandon M, Dominguez,  J.  2008.  Comparison  of
The  Effectiveness  of  Composting  for
The  Biological  Stabilization  of  Cattle
Manure .  Chemosphere .  72  (2008):
1013 – 1019.
Marlina. 2009. Biokonversi Limbah Industri  Peternakan .  UNPAD  Press. Bandung.
Mustamu  NE.  2012.  Aplikasi  Sludge  Gas Bio  sebagai  Pupuk  Organik  terhadap
Pertumbuhan Tanaman Bayam [ Tesis ]. Program Pascasarjana
Universitas Sumatera Utara.
Podlesakova EJ, Nemecek, Vacha R. 2002.
Critical  Values  of  Trace  elements  in
Soils  From  The  View  Point  of  The
Transfer  Pathway. Soil-Plant. 48(5): 193-202.
Simanjuntak  ME.  2005.  Beberapa  Energi
Alternatif yang Terbarukan dan Proses
Pembuatannya.
JTeknik
Simetrika .4(1).