Pengolahan Limbah Cair menjadi Biogas
MODUL:
PENGOLAHAN LIMBAH ORGANIK/CAIR MENJADI BIOGAS, PUPUK PADAT DAN CAIR
I.
DESKRIPSI SINGKAT
S
menjadi
aat ini isu lingkungan sudah menjadi isu nasional bahkan internasional, dan hal-hal terkait lingkungan seperti energy alternative, dan prinsip 3R (Reuse, Recycle, Reduce) sudah keharusan.
Diantara
banyak
isu
terkait
lingkungan
diantaranya ada 2 (dua) isu yang berkembang saat ini yaitu energy alternative, pupuk organic dan pemanfaatan limbah oganik. Secara luas masih dipahami kalau pengelolaan lingkungan itu masih merupakan beban yang hanya memboroskan anggaran/biaya saja. Dan
seiring
perkembangan
teknologi,
pengelolaan
lingkungan
memungkinkan untuk menjadikan profit/keuntungan bukan beban lagi. Seperti pengolahan limbah organic seperti tinja, kotoran binatang, makanan bekas dan limbah organic lainnya yang diolah 1 / MI-5B
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Pengolahan Limbah Cair menjadi Biogas menjadi biogas (bahan bakar alternative) dan produk sampingan berupa pupuk padat, pupuk cair bahkan energy listrik. Modul yang berjudul “Pengolahan limbah organik/cair menjadi biogas, pupuk padat dan cair” ini dirancang bagi para tenaga kesehatan
ataupun
lainnya
untuk
dapat
mengetahui
aplikasi
teknologi biogas sehingga dapat diterapkan di daerahnya dan dapat memberikan kontribusi dan pembelajaran kepada masyarakat tentang bagaimana meningkatkan nilai ekonomis limbah/kotoran organic energy alternative, dan barang ekonomis lainnya. Materi modul ini terdiri dari 3 pokok bahasan yaitu pengertian, prinsip pembuatan biogas, langkah-langkah pembuatan biogas, perawatan biodigester, pemanfaatan biogas. II.
TUJUAN PEMBELAJARAN 1. Tujuan Pembelajaran Umum Setelah
mengikuti
mempraktikkan
pelatihan
pengolahan
ini limbah
peserta
latih
mampu
organik/cair
menjadi
biogas, pupuk padat dan cair
2. Tujuan Pembelajaran Khusus Setelah mengikuti sesi ini peserta latih mampu : a. Menjelaskan pengertian, prinsip, dan langkah-langkah pembuatan biogas b. Menjelaskan pemanfaatan biogas c. Mempraktikkan pembuatan instalasi biogas d. Mempraktikkan pengolahan limbah organik/cair menjadi biogas, pupuk padat dan cair e. Mempraktikkan perawatan instalasi biogas
2 / MI-5B
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Pengolahan Limbah Cair menjadi Biogas III.
POKOK BAHASAN DAN SUB POKOK BAHASAN Pokok Bahasan dalam modul ini dibagi menjadi 4 (Empat) sub pokok bahasan sebagai berikut: 1. Pengertian, prinsip dan langkah-langkah pembuatan biogas 2. Pemanfaatan Biogas 3. Pembuatan instalasi biogas 4. Pengolahan limbah organik/cair menjadi biogas, pupuk padat dan cair 5. Perawatan Instalasi biogas
IV.
BAHAN BELAJAR 1. Kepmenkes
no.
852/Menkes/SK/IX/2008
tentang
Strategi
Nasional Sanitasi Total Berbasis Masyarakat 2. Power point materi pengolahan limbah organik/cair menjadi biogas, pupuk padat dan cair 3. Alat peraga pengolahan limbah organik/cair menjadi biogas, pupuk padat dan cair 4. Modul pengolahan limbah organik/cair menjadi biogas, pupuk padat dan cair 5. Alat dan bahan praktik V.
LANGKAH-LANGKAH PEMBELAJARAN
Pokok bahasan dan masing-masing sub pokok bahasannya akan diuraikan secara runtut oleh narasumber kepada peserta pelatihan. Di lain pihak peserta latih akan mendengar, mencatat dan mengikuti arahan dan petunjuk narasumber. Proses pembelajaran ini akan dikemukakan sesuai langkah-langkah sebagai berikut :
Langkah 1 3 / MI-5B
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Pengolahan Limbah Cair menjadi Biogas 1. Kegiatan narasumber. a. Kegiatan bina situasi kelas. -
Memperkenalkan diri Menyampaikan ruang lingkup bahasan
b. Menanyakan
dan menggali pendapat peserta latih tentang
pengertian mereka tentang biogas yang diketahui peserta 2. Kegiatan peserta. a. Mempersiapkan diri dan alat tulis menulis yang diperlukan b. Memberikan
jawaban
atas
pertanyaan
yang
diajukan
narasumber /fasilitator c. Mendengar dan mencatat hal-hal yang dianggap penting Langkah 2 1. Kegiatan narasumber a. Penyampaian materi sub pokok bahasan–1 dan 2 tentang pengertian Biogas dan Prinsip pembuatan Biogas b. Memberikan kesempatan kepada peserta untuk menanyakan hal-hal yang kurang jelas c. Menjawab pertanyaan yang diajukan peserta 2. Kegiatan peserta. a. Mengajukan
pertanyaan yang diminta
narasumber sesuai
dengan kesempatan yang diberikan. b. Memberikan
jawaban
atas
mencatat
dan
pertanyaan
yang
diajukan
narasumber, c. Mendengar,
menyimpulkan
hal-hal
yang
penting. Langkah 3 1. Kegiatan narasumber a. Menjelaskan materi sub pokok bahasan 3, 4, dan 5 (Cara penggunaan
reaktor
biogas,
menggunakan
kotoran
manusia,
Pembuatan
biogas
Pemeliharaan
dan
perawatan reaktor biogas )
4 / MI-5B
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Pengolahan Limbah Cair menjadi Biogas b. Memberikan kesempatan kepada peserta untuk menanyakan hal-hal yang kurang jelas, 2. Kegiatan peserta. a. Mengajukan
pertanyaan yang diminta narasumber sesuai
dengan kesempatan yang diberikan b. Memberikan jawaban atas pertanyaan yang diajukan nara sumber c. Mendengar,
mencatat
dan
menyimpulkan
hal-hal
yang
kelompok,
yaitu
penting Langkah 4 1. Kegiatan Nara Sumber a. Meminta
kelas
untuk
membentuk
3
kelompok I, kelompok II dan kelompok III, serta memilih ketua, sekretaris dan penyaji. b. Meminta
masing-masing
perencanaan
teknis
kelompok
berikut
untuk
rencana
membuat
pemanfaatannya
mengenai instalasi biodigester c. Memberikan bimbingan tentang jalannya proses praktikum 2. Kegiatan peserta a. Membentuk kelompok diskusi, memilih ketua, sekretaris dan penyaji serta
melakukan diskusi sesuai dengan bimbingan
nara sumber. b. membuat
perencanaan
teknis
berikut
rencana
pemanfaatannya mengenai instalasi biodigester c. Menyusun hasil-hasil diskusi dalam satu laporan d. Mencatat dan menyimpulkan hal-hal yang penting
Langkah 5 1. Kegiatan Nara Sumber.
5 / MI-5B
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Pengolahan Limbah Cair menjadi Biogas d. Meminta masing masing kelompok (kelompok I, kelompok II dan kelompok III), mempresentasikan hasil-hasil Praktek kelompoknya didepan kelas. e. Memberikan masukan tentang masalah-masalah yang timbul seputar proses diskusi serta mengarahkannya sesuai dengan tujuan pembelajaran f. Merangkum
hasil-hasil
diskusi
pada
tahapan-tahapan
tertentu sehingga hasil-hasil diskusi lebih fokus. 2. Kegiatan peserta a. Mengikuti
acara
penyajian/presentasi
masing-masing
kelompok b. Berpartisipasi
aktif
dan
bertanya,
mengemukakan
pendapat/saran yang berguna bagi proses pembelajaran c. Mendengar, mencatat dan bertanya tentang hal-hal yang kurang jelas d. Mencatat dan menyimpulkan hal-hal yang penting. Langkah 6 Penutup. 1. Kegiatan nara sumber a. Meminta peserta
menanyakan hal-hal yang kurang jelas
sebelum menutup acara pembelajaran b. Meminta peserta untuk memberi komentar tentang proses belajar c. Memberikan jawaban atas pertanyaan peserta ( kalau ada ) d. Tutup acara pemberian sesi dengan ucapan penghargaan atas
perhatian
permohonan
maaf
peserta jika
selama terdapat
pembelajaran, sesuatu
yang
serta tidak
berkenan. 2. Kegiatan peserta.
6 / MI-5B
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Pengolahan Limbah Cair menjadi Biogas a. Mengajukan
pertanyaan yang diminta narasumber sesuai
dengan kesempatan yang diberikan b. Memberikan komentar tertulis tentang jalannya penyampaian materi oleh narasumber dalam selembar kertas VI.
URAIAN MATERI 1. PENGERTIAN Biogas adalah gas yang dihasilkan oleh aktivitas anaerobik atau fermentasi
dari
bahan-bahan
organik
termasuk
diantaranya;
kotoran manusia dan hewan, limbah domestik (rumah tangga), sampah
biodegradable
atau
setiap
limbah
organik
yang
biodegradable dalam kondisi anaerobik. Kandungan utama dalam biogas adalah metana dan karbon dioksida. Komposisi biogas Komponen Metana (CH4)
% 55-75
Karbon dioksida (CO2) 25-45 Nitrogen (N2)
0-0.3
Hidrogen (H2)
1-5
Hidrogen sulfida (H2S) 0-3 Oksigen (O2)
0.1-0.5
2. PRINSIP PEMBUATAN BIOGAS
7 / MI-5B
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Pengolahan Limbah Cair menjadi Biogas Biogas diproduksi oleh bakteri dari bahan organik di dalam kondisi hampa udara (anaerobik proses). Proses ini berlangsung selama pengolahan atau fermentasi, gas tersebut sebagian besar berupa metan dengan rumus molekul CH4 dan karbondioksida dengan rumus molekul CO2. Campuran gas tersebut bersifat mudah terbakar jika kandungan metan mencapai lebih dari 50 %. Biogas yang berasal dari kotoran ternak berisi kira-kira 60 % metan. Potensi produksi gas dari suatu jenis bahan sesungguhnya cukup tinggi jika kadar bahan organiknya juga tinggi dan tingkat rasio C/N 20 : 1 sampai 40 : 1. Kecepatan produksi gas selanjutnya tergantung dari kondisi fisik bahan dan temperatur. Bahan kering dan berserabut lebih lama jika dibandingkan dengan bahan yang halus serta basah. Temperatur optimal pada suhu 35 C, berkisar antara 32 – 37 C. Selain itu juga tergantung dari jenis bakterinya. Kelompok bakteri yang berbeda bertugas untuk kehidupan fermentasi dalam sebuah ekosistem. Setiap jenis bakteri tergantung dengan jenis lainnya. Jangka fermentasi menjadi singkat jika populasi bakteri benar-benar seimbang. Kadar kering (total solid = TS) lapisan yang tidak terolah, berkisar antara 7 – 11 %. Hasil ini bisa dicapai jika kotoran padat dicampur air atau urine dengan volume yang seimbang. Proses digester yang sehat menunjukkan adanya pH 7.0 (taraf netral dari bahan). Bila bakteri yang menghasilkan metan telah tersedia dalam bahan misalnya dari kotoran ruminansia, produksi biogas dimulai dalam waktu 3 – 5 hari. Pada lahan pertanian digester diisi perlahan-lahan, sementara itu penggunaannya setelah bangunan penuh terisi.
8 / MI-5B
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Pengolahan Limbah Cair menjadi Biogas Bila ada masalah untuk mengawali produksi gas (misal udara terlalu dingin), maka perlu ditambah 20 % kotoran pemacu yang berasal dari digester yang telah berfungsi, kemudian diaduk pada saat pengisian pertama. Berikut disajikan skema Biogas:
3. Pembuatan instalasi dan pengolahan limbah organik/cair menjadi biogas a. Pembuatan biogas menggunakan kotoran ternak/bahan dan atau limbah organik 1) Peralatan dan bahan Peralatan yang dibutuhkan untuk membuat reaktor ini adalah sebagai berikut: a) Volume reaktor (plastik)/drum yang kedap air : 300 liter atau disesuaikan dengan kebutuhan yang telah dimodifikasi sebagai berikut b) Drum di buat kedap udara, apabila drum besi di las dan cat anti karat
9 / MI-5B
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Pengolahan Limbah Cair menjadi Biogas c) Pastikan kekedapan air dengan mengisi air, apabila ada kebocoran air maka kebocoran dapat ditambal dengan di las lalu di cat kembali d) Bolongi bagian bawah dan bagian atas drum untuk menempatkan pipa besi dan selang e) Las pipa besi dan selang di lubang yang sudah disiapkan f) Untuk lebih jelasnya, kebutuhan alat sebagai berikut: Besi siku, mur & baut (jumlah disesuaikan dengan keperluan) Pipa besi (diameter disesuaikan) Selang saluran gas : + 10 m Sock drat dan seal karet Peralatan pertukangan seperti las, palu, dll Kebutuhan bahan baku : kotoran ternak (ayam, sapi/ kerbau, limbah organik, dll) 2) Pembuatan tabung digester Modifikasi drum menjadi tabung digester sebagai berikut: a) Drum di buat kedap udara, apabila drum besi di las dan di cat anti karat b) Pastikan kekedapan air dengan mengisi air, apabila ada kebocoran air maka kebocoran dapat ditambal dengan di las lalu di cat kembali c) Lubangi bagian bawah dan bagian atas drum untuk menempatkan pipa besi dan selang d) Las pipa besi dan selang di lubang yang sudah disiapkan e) Sambungkan selang dari digester ke kompor biogas (dapat menggunakan kaleng bekas) usahakan kedap air
dengan
menggunakan
seal
karet
disetiap
sambungannya
10 / MI-5B
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Pengolahan Limbah Cair menjadi Biogas f) Untuk lebih jelasnya, skemanya dapat dilihat gambar di bawah ini:
kompor 3) Cara penggunaan reactor biogas a) Buat campuran kotoran ternak, limbah organik dan air dengan perbandingan 1 : 1 (bahan biogas) b) Masukkan bahan biogas ke dalam reaktor melalui tempat pengisian sebanyak 240 liter, selanjutnya akan berlangsung proses produksi biogas di dalam reaktor. c) Setelah kurang lebih 10 hari reaktor biogas dan penampung biogas akan terlihat mengembung dan mengeras karena adanya biogas yang dihasilkan. Biogas sudah dapat digunakan sebagai bahan bakar. d) Sekali-sekali
reaktor
biogas
digoyangkan
supaya
terjadi penguraian yang sempurna dan gas yang terbentuk di bagian bawah naik ke atas, lakukan juga pada setiap pengisian reaktor. e) Proses biogas berhasil apabila kompor dapat menyala f) Ampas kotoran ada 2 (dua) bentuk yang biasa ditemui dalam 2 (lapisan) :
o
11 / MI-5B
Lapisan paling atas berbentuk cairan
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Pengolahan Limbah Cair menjadi Biogas o
Cairan ini dapat digunakan sebagai pupuk cair dengan terlebih dahulu diaerasi bisa dengan di aduk
dan
lainnya
untuk
meminimalisir
bau.
Setelah di aerasi bisa langsung digunakan dengan pengenceran menggunakan air bias agar tidak terlalu pekat o
Lapisan paling bawah berbentuk padatan
o
Dapat digunakan langsung untuk pupuk padat, karakteristik padatan ini biasanya seperti tanah dan lebih baik, sebelum digunakan di jemur terlebih dahulu untuk menghilangkan bau dan lainnya.
b. Pembuatan Biogas dengan bahan baku kotoran manusia Prinsip pembuatan biogas dengan bahan baku kotoran manusia sama seperti kotoran ternak tetapi berbeda dalam instalasi inletnya. Lebih jelasnya adalah sebagai berikut:
4. Pemeliharaan dan perawatan reaktor biogas Berikut ini merupakan cara untuk merawat dan memelihara reaktor biogas antara lain sebagai berikut: 12 / MI-5B
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
Pengolahan Limbah Cair menjadi Biogas a. Apabila
reaktor
tampak
mengencang
dan
indikator
pada
pressure gauge mengalami perubahan hal ini di karenakan adanya gas tetapi gas tidak mengisi penampung gas, maka luruskan selang dari pengaman gas sampai reaktor, karena uap air yang ada di dalam selang dapat menghambat gas mengalir ke penampung gas. Lakukan hal tersebut sebagai pengecekan rutin. b. Cegah air masuk ke dalam reaktor dengan menutup tempat pengisian disaat tidak ada pengisian reaktor. Serta dilakukan pengecekan rutin jika kandungan air di dalam reaktor berlebih. c. Apabila terdeteksi ada kebocoran dapat langsung ditambal dengan las dan atau perekat
VI.
REFERENSI Erliza, dkk,(2008), Teknologi Bioenergi, Agromedia, Jakarta http://abisantoso.multiply.com/journal/item/13&docid=http://static .flickr.com/ diakses pada tanggal 11 agustus 2011 http://biancabian.wordpress.com/2011/01/07/biogas/ diakses pada tanggal 11 agustus 2011 http://biogassederhana.blogspot.com/ diakses pada tanggal 11 agustus 2011 http://id.wikipedia.org/wiki/Biogas diakses pada tanggal 11 agustus 2011 http://www.energi.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&112371710 diakses pada tanggal 11 agustus 2011 Prihandono (2007), Energi Hijau, Penebar swadaya, cet. I Jakarta Tim nasional pengembangan BBN (2007), Bahan Bakar Nabati, Penebar swadaya, cet. I Jakarta Wahyuni (2008), Biogas, Penebar Swadaya, Cet. I Jakarta
13 / MI-5B
Pelatihan Tepat Guna Kesehatan Lingkungan
Materi Inti
