Tatap muka ke 11 – 12 POKOK BAHASAN
: MANAJEMEN LIMBAH PETERNAKAN
Tujuan Instruksional Umum :
Mengetahui pengelolaan limbah peternakan pada penggemukan sapi potong untuk mengurangi polusi dan menambah pendapatan.
Tujuan Instruksional Khusus :
Mengetahui karakteristik limbah peternakan pada penggemukan sapi potong.
Mengetahui proses pengolahan limbah peternakan untuk pupuk kompos dan sumber gas bio.
Uraian Materi Suatu usaha peternakan selain menghasilkan produk utama, juga akan menghasilkan limbah. Selain memberikan dampak positif, peningkatan usaha peternakan juga akan memberikan dampak negatif yaitu dari limbah yang dihasilkan. Limbah peternakan merupakan sisa buangan dari suatu usaha peternakan seperti usaha pemeliharaan ternak, rumah pemotongan hewan dan pengolahan produk ternak. Limbah tersebut dapat berupa limbah padat maupun limbah cair seperti feses, urine, sisa makanan, embrio, kulit telur dan lain sebagainya. Masalah yang paling merepotkan dalam peternakan sapi potong adalah penanganan limbah kandang, terutama feses (kotoran padat) dan urine. Limbah kandang yang berupa kotoran ternak baik padat (feses) maupun cair (urine, air bekas mandi sapi, air bekas mencuci kandang dan prasarana peternakan sapi) serta sisa pakan yang tercecer merupakan sumber pencemaran. Kotoran padat 144
seekor sapi berkisar antara 5 – 10 kg/hari. Peningkatan volume limbah kandang akan menimbulkan masalah apabila tidak ditangani secara maksimal. Limbah padat dapat diolah menjadi pupuk kandang atau kompos maupun sumber energi dan bentuk gas yang sering disbut biogas. Tujuan dilakukannya pengelolaan limbah pada penggemukan sapi potong adalah untuk meningkatkan kesehatan ternak dan efisiensi pakan serta laju gain, mencegah polusi lingkungan, memanfaatkan nutrien yang tertinggal dalam limbah (manure) dan meminimalkan biaya. Jumlah dan karakteristik limbah (manure) ternak : Kuantitas Manure adalah campuran kotoran ternak yang berupa urine dan feses. Sebagai gambaran, seekor sapi dengan berat 1.000 lb akan menghasilkan 50 lb limbah (manure) basah per hari, dan bervariasi kurang lebih 25% (kurang lebih 5 – 6% BB). Produksi limbah tergantung dari pakan yang diberikan, ketersediaan air dan klimat. Manure kering mempunyai kadar air 20 – 25%. Fisik dan kimia Feses segar mengandung bahan padat 20 – 30% dari BB dan 70 – 80% air. Urine mengandung 3 – 4% bahan padat. Dari total padatan feses, 80 – 90% adalah volatile (mudah menguap), sementara hanya 40 – 50% total padatan urine yang volatile. Manure segar (feses dan urine) mengandung 20 – 25% padatan (solid) dengan 85% solids volatile.
145
Manure feedlot mengandung nutrient antara lain N (3 – 4% dry total solid), phosphorus (dalam P2O5, 1 – 2% DTS), K (1,5 – 3%), Ca (0,6%), Fe (0,02%), Mg (0,5%) dan S (0,4%). Pencemaran lingkungan Bau kotoran Media penyakit Penyebaran lalat Menekan level oksigen Pengolahan Limbah Padat menjadi Kompos Sihombing (1997) menyatakan bahwa limbah ternak adalah semua yang berasal dari ternak yang belum dimanfaatkan dengan baik, dalam bentuk bahan padat maupun cair. Limbah ternak yang terbanyak adalah feses, urin, alas lantai berupa jerami, sekam, serbuk gergaji dan semacamnya yang biasa disebut kotoran ternak. Kegunaan limbah ternak kini telah banyak diteliti dan sebagai hasilnya ialah limbah dapat dimanfaatkan sebagai penghasil energi bakar (biogas), pupuk, bahan makanan ternak dan ikan, media untuk memproduksi bahan makanan ternak dan manusia. Kotoran sapi merupakan limbah kandang yang sangat baik untuk pembuatan kompos bermutu karena tidak mengandung logam berat dan antibiotik. Proses pengomposan pada dasarnya adalah merombak senyawa organik yang komplek menjadi senyawa sederhana dengan bantuan mikroba. Tujuan pengomposan diantaranya menyeimbangkan C/N ratio limbah organik, membunuh mikroba patogen dan membentuk produk kompos yang seragam. Pada prinsipnya proses pengomposan harus dalam keadaan aerob sehingga suplai oksigen pada timbunan kompos harus cukup. Hal ini dapat dilakukan dengan cara membalik timbunan kompos beberapa kali. Pengomposan akan berjalan 146
dengan baik apabila kondisi bahan dalam keadaan terkontrol dan proses pengomposan berjalan ideal. Keadaan dimaksud adalah kadar air dipertahankan 60%, suhu berkisar antara 60 – 70oC. Dengan suhu tersebut proses pengomposan dapat berlangsung sekitar 3 minggu. Pembuatan kompos dapat dilakukan dengan berbagai cara, antara lain :
Pembuatan fine kompos dengan stardec
Pembuatan fine kompos secara konvensional
Pembuatan kompos dengan EM-4
a. Pupuk kompos Pemanfaatan limbah peternakan (kotoran ternak) selain untuk penghasil energi bakar berupa gas bio, digunakan juga untuk pupuk dan sudah matang. Secara sederhana pupuk dikatakan sebagai bahan-bahan yang diberikan pada lahan agar dapat menambah unsur-unsur hara atau zat-zat makanan yang diperlukan tumbuhan baik secara langsung maupun tidak langsung (Sihombing, 1997). Pupuk kandang atau kompos sebagai salah satu pupuk organik dapat diintensifkan penggunaannya, karena kompos merupakan pupuk organik yang sangat baik dan pengaruhnya bertahan relatif lama pada lahan. Bahan organik yang telah terdekomposisi dengan baik akan memperbaiki kimia, fisik dan biologi tanah. Kompos merupakan hasil akhir proses dekomposisi bahan organik oleh sejumlah mikroorganisme. Pengomposan merupakan metode yang aman bagi daur ulang bahan organik menjadi pupuk, sehingga dengan cara pengomposan dapat dimanfaatkan limbah peternakan, limbah pertanian, sampah maupun tumbuhan gulma (Sihombing et al., 1981). Permasalahan pembuatan kompos secara tradisional umumnya memakan waktu yang agak lama, hampir 6 bulan untuk memperoleh kompos yang matang 147
dan kualitas dari kompos yang dihasilkan kurang baik dilihat dari segi kimia maupun fisik. Menurut Sarwono dan Arianto (2006) pada prinsipnya proses pengomposan harus dalam keadaan aerob sehingga suplai oksigen pada timbunan kompos cukup. Suhu ideal untuk proses pengomposan berkisar antara 60 – 70 0C, dengan suhu tersebut proses dapat berlangsung sekitar 3 minggu. Pembuatan kompos dapat menggunakan starter mikrobia (stardec, EM-4) dengan ditambah abu, kalsit dan urea. Cara pembuatan kompos Bahan-bahan organik yang akan dipakai sebagai bahan kompos dapat disusun terpisah berlapis-lapis maupun dicampur langsung menjadi satu sebelum ditumpuk. Bahan organik yang sudah membentuk C/N 30 – 35 dicampur dengan tanah sebagai sumber jamur yang akan mencerna serat kasar dan kapur untuk mempertahankan pH mendekati netral. Tumpukan kompos diaduk sekali seminggu dengan
cara
membalik
tumpukan
kompos.
Pengadukan
semakin
intensif
menjelang akhir kematangan, sambil melihat keadaan tumpukan dan kelembaban (Sihombing, 1997). Kompos matang Setelah kurang lebih 1,5 – 2 bulan, kompos telah mencapai kematangan. Kompos yang matang mempunyai ciri-ciri sebagai berikut : bahan relatif tidak mengalami perombakan lagi; warna kompos coklat kegelapan sampai hitam; struktur remah, agak lepas dan tidak mengumpul; homogen halus dibandingkan keadaan semula; bau mirip humus atau tanah yang bereaksi agak asam; tidak timbul panas lagi dalam tumpukan kompos dan rasio C/N akhir berkisar 10 – 12. Kompos yang telah matang kemudian dikeringkan dan diayak untuk menghomogenkan tekstur kompos. Untuk meningkatkan kualitasnya dapat ditambahkan bahan-bahan seperti tepung tulang, CaCO3 (kapur), zeolit, belerang,
148
urea dan furadan dengan cara mengaduk menjadi satu dengan kompos yang sudah diayak tadi. b. Pupuk organik bokashi Selain dibuat kompos secara tradisional, kotoran ternak dapat dibuat pupuk organik dengan menambahkan bahan-bahan lain sebagai starter dan penambah unsur hara. Salah satu starter yang dapat digunakan adalah EM 4 (Effective
Microorganism 4). EM adalah suatu kultur campuran berbagai mikroorganisme yang bermanfaat (larutan bakteri fotosintetik dan bakteri asam laktat, ragi, actinomycetes, jamur pengurai selulosa, bakteri pelarut fosfat) yang dapat digunakan sebagai inokulan untuk meningkatkan keragaman mikroba tanah (Anonimus, 1995b). Kandungan mikrobia dalam EM 4 terdiri dari mikroorganisme aerob dan anaerob yang bekerja sama membongkar bahan organik secara terus-menerus. Hasil fermentasi bahan organik dengan inokulasi EM 4 dikenal dengan istilah bokashi. Penggunaan EM 4 tidak hanya di bidang pertanian saja, tetapi juga bidang peternakan,
perikanan
dan
industri
sanitasi
lingkungan
dengan
memanfaatkan jasa mikroorganisme (Subadiyasa, 1997)
Cara pembuatan organik bokashi Bahan-bahan : Kotoran ternak kering : 2 bagian Arang sekam
: 1 bagian
Dedak /bekatul
: 1 bagian
Lain material organik : 1 bagian Larutan EM-4 (air 20 liter, EM-4 5 sendok makan dan gula pasir 5 sendok makan)
149
Cara membuat : pupuk kandang, arang sekam dan dedak dicampur rata, kemudian disiram dengan larutan EM-4 sampai kadar air 60%. Campuran kemudian ditumpuk setinggi 30 cm dan ditutup dengan karung goni / bagor. Selama fermentasi berlangsung, terus dijaga agar suhu tetap berkisar antara 40 – 50o C. Apabila suhu kurang dari apabila suhu lebih dari
40o C, tinggi tumpukan dinaikkan sedangkan
50o C tumpukan diturunkan, diaduk-aduk agar udara
masuk kemudian dapat ditutup kembali. Setelah 4 – 5 hari, pupuk siap dipakai. Hal yang perlu diperhatikan dalam pembuatan bokashi baik secara aerob maupun anaerob adalah harus di bawah naungan. Bokashi yang telah jadi pada umumnya dalam bentuk serbuk atau butiran. Bokashi digunakan sebagai pupuk organik untuk menghasilkan keragaman mikroba dalam tanah dan meningkatkan unsur hara bagi tanaman. Secara umum penggunaannya cukup 200 g/m2 pada permukaan tanah bila sebelumnya pupuk kandang diberikan cukup. Pada tanah yang miskin, penggunaannya dapat mencapai 1 kg / m2. Sebagai pupuk dasar tanaman polowijo dan sayuran diberi dosis 50 – 100 gr/tanaman. Tanaman buah 50 – 100 g / polybag pada saat pembibitan, sedangkan sebagai pupuk dasar 150 – 200 g / tanaman. Pemberian dapat diulang 3 bulan sekali. Bokashi
dapat diberikan pada tanah untuk
pesemaian, penanaman awal dan pemupukan pada tanaman dewasa. Pengelolaan dan Pengolahan Limbah Cair Limbah peternakan yang berbentuk cair mengandung bahan pencemar yang dapat menimbulkan masalah lingkungan. Bahan pencemar yang terkandung dalam limbah cair antara lain bahan organik, anorganik dan bahan yang tersuspensi. Bahan ini ada yang mudah larut maupun tidak, beracun (toksik). Kondisi fisik air limbah peternakan biasanya berwarna coklat, berbau tidak enak dan keruh. Suhu rata-rata 300C dan pH antara 7,0 – 8,9.
150
Untuk mengatasi limbah cair ini perlu dibuat bangunan pengolahan limbah yang dilengkapi dengan bak pengendapan, bak aerasi dan badan penerima air. Setelah melalui beberapa tahap pengolahan, air limbah yang telah diproses diharapkan memenuhi standard baku mutu air limbah. Hasil dari proses pengolahan daur ulang ini sebagian air dapat digunakan untuk pemeliharaan ikan, pembersihan kandang atau memandikan sapi. Limbah cair juga dapat diolah menjadi pupuk cair. Pengolahan Limbah untuk Biogas Pemanfaatan kotoran ternak selama ini hanya terbatas sebagai pupuk organik di lahan-lahan pertanian masyarakat petani atau bahkan hanya ditumpuk begitu saja. Salah satu cara untuk mengatasi masalah ini adalah memanfaatkan kotoran ternak sebagai sumber daya yang dapat mendukung usaha peternakan dan pertanian. Kotoran ternak dapat dimanfaatkan secara cepat jika proses fermentasinya ditingkatkan dengan meniru proses fermentasi dalam rumen ternak. Cara ini dengan memasukkan kotoran ternak ke dalam ruang tertutup agar mikroba anaerob dapat berkembang dengan cepat. Unit rumen tiruan tersebut sering disebut dengan unit gas bio. Unit
gas
bio
merupakan
suatu
bangunan
yang
berfungsi
untuk
penampungan sementara dari kotoran ternak yang masih belum siap pakai. Selain itu juga berfungsi untuk mematangkan kotoran ternak yang akan dipergunakan untuk pupuk tanaman, mematikan siklus penyakit, mencegah penyebaran lalat, mengurangi bau, membangkitkan sumber energi dan sebagai penyediaan bahan pakan ternak. Sumbangan gas bio bagi masyarakat adalah dalam hal penyediaan bahan bakar, pupuk organis, sanitasi dan kesehatan serta kontrol polusi lingkungan. Sebagai bahan bakar, gas bio memiliki beberapa keunggulan, bahwa gas bio tidak menghasilkan bau dan asap serta tidak berwarna, nilai kalori gas bio 17% lebih 151
tinggi dibandingkan dengan bensin. Sludge yang merupakan lumpur aktif sebagai sisa proses pembentukan gas bio mengandung 1,5 – 2,0% N dan merupakan pupuk yang mutunya lebih tinggi daripada kompos. Sludge dapat pula digunakan sebagai pakan ikan dan campuran makanan ternak. Feses ternak mengandung bahan organik yang dapat diurai oleh mikroorganisme anaerob menjadi gas methan dan dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk keperluan rumah tangga. Masing-masing feses yang berasal dari jenis ternak yang berbeda memiliki efektifitas pembentukan gas bio yang berbeda pula. Hal ini disebabkan karena kadar C/N ratio yang berbeda-beda. Berdasarkan hasil penelitian diketahui bahwa feses dengan rasio C/N tertinggi adalah kotoran babi, sedangkan sapi memiliki rasio C/N 25. Gas bio dihasilkan dari fermentasi bahan-bahan organik oleh berbagai bakteri secara anaerob. Bahan baku untuk menghasilkan gas bio atau gas metan (CH4) adalah berbagai limbah pertanian, limbah bahan organik industri, kotoran ternak maupun manusia, dengan kata lain semua limbah yang berupa bahan organik. Proses degradasi limbah pertanian, kotoran hewan dan manusia atau campurannya yang dicampur dengan air dan anaerob maka akan terbentuk gas bio. Untuk mendapatkan kondisi anaerob diperlukan sebuah digester atau unit pencerna bahan gas bio. Instalasi gas bio ada yang dalam skala kecil, biasanya terdapat di pedesaan untuk keperluan rumah tangga (di India) dan juga skala besar untuk pembangkit listrik (di Jerman). National Institute of Science di Manila melaporkan bahwa penggunaan gas bio dalam satu unit keluarga untuk memasak adalah 2 m3 dari 6 ekor babi dan untuk penerangan 5 m3 dari 15 ekor babi. Tujuan utama pembuatan unit gas bio adalah untuk pengadaan bahan bakar yang berguna sebagai pengganti bahan bakar minyak atau kayu, disamping 152
itu juga untuk menghemat pengeluaran uang dan menambah pendapatan keluarga. Hasil lain yang diperoleh adalah pupuk organik yang berguna untuk menyuburkan tanah, media pengembangan protein sel tunggal dan penyediaan bahan pakan ternak. Gas bio dapat dimanfaatkan untuk memasak, penerangan dan bahan bakar lainnya. Bahan bakar yang berasal dari gas bio mengandung metana (54 – 70%), karbondioksida (27 – 35%), nitrogen (0,5 – 2%), karbon monoksida (0,1%), oksigen (0,1%), dan hidrogen sulfida dalam jumlah kecil. Sedangkan nilai kalori gas bio berkisar antara 5500 – 6700 Kcal/m3. Setiap satu meter kubik gas bio equivalent dengan lampu 60 watt yang menyala selama 6 – 7 jam.
Prinsip dasar untuk menghasilkan gas bio Proses fermentasi anaerob untuk membentuk metan dari bahan-bahan organik ada tiga fase yakni fase hidrolisis, pengasaman dan metanogenik atau pembentukan metan. Pada fase hidrolisis terjadi perombakan dan pemecahan bahan-bahan organik yang komplek menjadi bahan yang lebih sederhana dan mudah larut. Bahan yang terbentuk oleh proses hidrolisis akan menjadi bahan makanan bagi bakteri pembentuk asam yang akan merombak bahan-bahan sederhana tersebut menjadi asam-asam asetat, propionat, butirat, gas hidrogen, karbondioksida, alkohol sederhana dan sebagainya. Fase pembentukan gas metan dapat melalui tiga cara yaitu melalui 1). Pengubahan asam-asam sederhana seperti asam asetat oleh bakteri menjadi metan (70%), 2). Melalui oksidasi alkohol sederhana (etanol) oleh karbondioksida membentuk metan dan asam format, 3). Melalui reduksi karbondioksida sehingga terbentuk metan. Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi gas bio Bahan organik atau substrat.- Produksi gas bio yang tinggi adalah dari bahan organik yang mengandung karbon (C) dan nitrogen (N) sebagai unsur yang 153
dibutuhkan untuk kelangsungan perkembangan dan aktivitas mikroorganisme (Sihombing, 1997). Kandungan bahan kering yang paling baik di dalam isian digester untuk menghasilkan gas bio berkisar antara 7 – 9%, pada keadaan ini proses pencernaan anaerob dapat berlangsung dengan baik (Harahap et al., 1978). Sebelum bahan dimasukkan perlu dilakukan pengenceran dengan perbandingan kotoran dengan air 1 : 1 (Blot, 1976), untuk memudahkan pencampuran antara bahan dengan mikroorganisme, memudahkan bahan masuk dalam sumur pencerna, mengurangi konsentrasi amoniak, mengontrol pH dan mengurangi kerak di permukaan digester (Santosa, 1993). Perbandingan unsur C dan N.- Rasio C/N sangat menentukan kehidupan dan aktivitas mikroorganisme dan berakibat langsung terhadap produksi gas bio (Sihombing, 1997). Imbangan C/N substrat yang ideal berkisar antara 25 – 30 dan yang terbaik adalah 30 (Basuki, 1985, Harahap et al., 1978). Selanjutnya dikatakan bahwa produksi gas bio optimal dapat tercapai pada C/N ratio 30 : 1 dan sekaligus dapat mempertahankan kelangsungan hidup bakteri anaerob pada proses fermentsi. Perbandingan C/N dari masing-masing bahan organik sebagai bahan baku penghasil gas bio akan mempengaruhi komposisi gas yang dihasilkan. Apabila perbandingan C/N terlalu tinggi, maka kadar karbonnya tinggi sehingga mikroorganisme akan kekurangan unsur N, sebaliknya apabila C/N terlalu rendah maka unsur N akan menguap menjadi amoniak (Hadi, 1980). Starter.- Ada beberapa starter atau mikroorganisme pembentuk gas metan yang terdapat di alam, misalnya lumpur aktif, timbunan sampah, timbunan kotoran ternak, terutama kotoran ternak ruminansia yang membentuk gas metan dalam saluran pencernaannya (Sihombing, 1997). Terdapat 2 macam bakteri yang berpengaruh pada pembuatan gas bio adalah bakteri pembentuk asam dan bakteri pembentuk
gas
Pseudomonas,
metana.
Escherichia,
Bakteri
pembentuk
Flavobacterium
dan
asam
diantaranya
Alcaligenes
yang
adalah akan
mendegradasi bahan organik menjadi asam-asam lemak. Sedangkan asam-asam 154
lemak selanjutnya akan didegradasi menjadi gas bio yang sebagian besar adalah gas bio diantaranya adalah oleh bakteri Methanobacterium, Methanosarcina dan
Methanococcus. Kondisi
anaerob.-
Gas
bio
dihasilkan
dari
bahan
organik
oleh
mikroorganisme anaerob, oleh karenanya dalam digester harus dalam keadaan anaerob. Dalam keadaan anaerob, bakteri metanogenik akan mendekomposisi bahan organik lebih sempurna sehingga akan dihasilkan gas bio sebanyak mungkin (Sihombing, 1997). Derajat keasaman atau pH.- pH sangat berperan menentukan produksi gas bio, karena hidup mikroorganisme metanogenik tergantung dari derajat keasaman. Derajat keasaman untuk berlangsungnya aktivitas mikroorganisme adalah 6 – 8
(Wibowo, et al., 1985), sedangkan pH yang ideal adalah 7,4 (Blot,
et al., 1976). Temperatur.- Produksi
gas
bio
akan
menurun
akibat
perubahan
temperatur yang mendadak dalam digester. Penurunan temperatur dari 37 0C menjadi 300C akan mengakibatkan penurunan produksi gas bio sampai 30%. Temperatur optimal untuk pertumbuhan dan aktivitas bakteri psykhrofilik adalah 10 – 30 0C, untuk bakteri mesofilik 30 – 45 0C dan bakteri termofilik 45 – 60 0C. Golongan bakteri termofilik jauh lebih menguntungkan dibandingkan golongan mesofilik dalam hal proses menghasilkan gas bio. Di daerah tropis termasuk Indonesia, temperatur yang berlangsung dalam digester sehari-hari lebih cocok bagi pertumbuhan golongan bakteri mesofilik (Sihombing, 1997). Temperatur isian digester optimum untuk berkembangnya bakteri berkisar antara 30 – 40 0C (Blot, 1976), sedangkan temperatur optimal untuk proses produksi gas bio adalah 35 0C.
Disain dan Konstruksi Instalasi Gas Bio
155
Bangunan instalasi gas bio dapat dibuat dengan disain dan konstruksi paling sederhana (misalnya drum bekas). Menurut Sihombing (1997) secara umum dasar instalasi gas bio terdiri dari beberapa komponen : Tempat pencerna (digester), tempat bahan baku limbah organik mengalami fermentasi. Tangki pengumpul gas (gas holder) berperan untuk mengumpulkan gas dan menyimpan sementara sebelum gas digunakan. Bak
aduk
dan
pipa
pemasukan,
tempat
pertama
mengaduk
dan
menghomogenkan bahan baku. Pipa dan selang penyalur gas bio. Sumbu atau poros tempat pengumpul gas dapat bergerak vertikal dan horizontal. Pipa pengeluaran, jalan keluar lumpur yang telah mengalami fermentasi (sludge), yang dapat digunakan sebagai pupuk atau media dalam kolam. Limbah Gas Bio Kebanyakan pemilik unit gas bio hanya memanfaatkan produksi gas bio sebagai hasil utamanya, sedangkan limbahnya jarang dimanfaatkan. Limbah unit gas bio yang berupa pupuk organik jika diolah akan mempunyai nilai cukup tinggi bagi keluarga maupun lingkungan petani ternak. Limbah ini dapat juga digunakan sebagai bahan pakan ternak. Limbah gas bio merupakan kotoran ternak yang telah bercampur dengan air dan volumenya relatif besar. Untuk itu pengelolaan dan pemanfaatan hasil keluaran yang berupa slury (campuran padatan dan cairan) perlu mendapat perhatian. Komponen padat (solid biofertilizer = pupuk padat) dapat dipergunakan sebagai pakan ternak dan pupuk tanaman (Koentjoko et al., 1984; Udiharto, 1981). Pupuk padat ini mempunyai rasio C/N 13 : 1 yang sesuai dengan rasio C/N 156
tanah pertanian. Selain itu juga mengandung unsur makanan utama seperti fosfor, potasium, kalsium, sulfur, magnesium, nitrogen dan unsur mikro. Sedangkan komponen cair dapat dimanfaatkan untuk meningkatkan unsur hara di sawah dan ladang. Pemisahan komponen padat dan cair dilakukan setelah slury keluar dari lubang keluaran.
Pupuk cair sludge Pemanfaatan limbah peternakan (kotoran ternak) selain untuk penghasil energi bakar berupa gas bio, digunakan juga untuk pupuk dan sudah matang. Secara sederhana pupuk dikatakan sebagai bahan-bahan yang diberikan pada lahan agar dapat menambah unsur-unsur hara atau zat-zat makanan yang diperlukan tumbuhan baik secara langsung maupun tidak langsung (Sihombing, 1997). Sihombing (1997) menyatakan bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi proses pembuatan pupuk adalah sebagai berikut : Rasio C/N.- Faktor yang penting adalah bahan organik dari kompos, terutama rasio C/N. mikroorganisme membutuhkan sekitar 30 bagian C lebih banyak dibandingkan dengan N, rasio C/N yang optimal untuk mendukung pertumbuhan mikroorganisme adalah sekitar 30 – 35. Proses
aerob.-
Bahan
organik
lebih
cepat
terdekomposisi
oleh
mikroorganisme aerob, oleh karena itu aerasi yang baik dan menjamin pertukaran udara lancar sangat penting untuk menghasilkan kompos yang matang dalam waktu yang relatif cepat. Untuk menjamin sirkulasi udara pada tumpukan bahan organik, dapat dibuatkan bambu yang berlubang-lubang sebagai pagar atau peti dari papan yang bercelah sekitar 5 – 10 cm. Ukuran bahan organik.- Ukuran bahan organik yang kecil akan lebih cepat terdekomposisi daripada yang berukuran besar, karena terjadi peningkatan
157
luas permukaan oleh mikroorgsnisme. Ukuran partikel yang baik adalah sekitar 5 cm. Pengadukan.- Pengadukan diperlukan untuk menghomogenkan bahan, juga kontak dengan mikroorganisme semakin tinggi dan merata, menjamin proses pertukaran udara dengan menggemburkan bahan-bahan yang sudah memadat. Pengadukan rutin dilakukan sekali dalam seminggu dan semakin intensif menjelang akhir proses pengomposan. Temperatur.-
Temperatur
yang
stabil
akan
mempercepat
proses
perombakan bahan organik. Proses perombakan sangat cepat terjadi pada suhu 45 – 55o C. Derajat keasaman atau pH.- Proses dekomposisi akan lebih cepat terjadi pada keadaan pH netral walaupun pada awal proses pH akan cenderung turun. Kelembaban.- Kelembaban optimal untuk pengomposan aerob adalah berkisar antara 50 – 60%. Untuk menjaga kelembaban, tumpukan dapat diberi percikan air. Naungan.- Naungan dibutuhkan untuk menghindari tumpukan kompos kena sinar matahari langsung maupun hujan, menghindari terjadinya pencucian unsur-unsur hara akibat air hujan dan penguapan. Tinggi tumpukan.- Tinggi tumpukan kompos sangat berhubungan dengan keadaan temperatur dalam tumpukan. Tinggi tumpukan yang baik adalah sekitar 1,25 – 2,0 meter dengan lebar 2,5 meter.
158
Latihan soal 1. Jelaskan arti penting manajemen limbah pada penggemukan sapi potong ! 2. Jelaskan karakteristik limbah peternakan! 3. Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi produksi gas bio! 4. Jelaskan proses terjadinya gas bio! Rangkuman singkat Masalah yang paling merepotkan dalam peternakan sapi potong adalah penanganan limbah kandang, terutama feses (kotoran padat) dan urine. Limbah kandang yang berupa kotoran ternak baik padat (feses) maupun cair (urine, air bekas mandi sapi, air bekas mencuci kandang dan prasarana peternakan sapi) serta sisa pakan yang tercecer merupakan sumber pencemaran. Kotoran padat seekor sapi berkisar antara 5 – 10 kg/hari. Peningkatan volume limbah kandang akan menimbulkan masalah apabila tidak ditangani secara maksimal. Limbah padat dapat diolah menjadi pupuk kandang atau kompos maupun sumber energi dan bentuk gas yang sering disebut biogas
159
Tambahan materi Technology Biogas A system approach to biogas technology from "Biogas technology: a training manual for extension" (FAO/CMS, 1996) Components of a biogas system Biogas technology is a complete system in itself with its set objectives (cost effective production of energy and soil nutrients), factors such as microbes, plant design, construction materials, climate, chemical and microbial characteristics of inputs, and the inter-relationships among these factors. Brief discussions on each of these factors or subsystems are presented in this section. Biogas This is the mixture of gas produced by methanogenic bacteria while acting upon biodegradable materials in an anaerobic condition. Biogas is mainly composed of 50 to 70 percent methane, 30 to 40 percent carbon dioxide (CO2) and low amount of other gases as shown in Table 1. Table 1: Composition of biogas Substances
Symbol Percentage
Methane
CH4
50 - 70
Carbon Dioxide
CO2
30 - 40
Hydrogen
H2
5 - 10
Nitrogen
N2
1-2
Water vapour
H2O
0.3
Hydrogen Sulphide H2S Source: Yadav and Hesse
160
Traces
Biogas is about 20 percent lighter than air and has an ignition temperature in the range of 650 degrees to 750 degrees C. It is an odourless and colourless gas that burns with clear blue flame similar to that of LPG gas (Sathianathan, 1975). Its calorific value is 20 Mega Joules (MJ) per m3 and burns with 60 percent efficiency in a conventional biogas stove. Methanogenic bacteria or methanogens These are the bacteria that act upon organic materials and produce methane and other gases in the process of completing their life-cycle in an anaerobic condition. As living organisms, they tend to prefer certain conditions and are sensitive to micro-climate within the digester. There are many species of methanogens and their characteristics vary. The different methane forming bacteria have many physiological properties in common, but they are heterogeneous in cellular morphology. Some are rods, some cocci, while others occur in clusters of cocci known as sarcine. The family of methanogens (Methanobacteriacea) is divided into following four genera on the basis of cytological differences (Alexander, 1961):
A. Rod-shaped Bacteria o
(a) Non-sporulating, Methanobacterium
o
(b) Sporulating, Methanobacillus
B. Spherical o
(a) Sarcinae, Methanosarcina
o
(b) Not in sarcinal groups, Methanococcus
A considerable level of scientific knowledge and skill is required to isolate methanogenic bacteria in pure culture and maintain them in a laboratory. Methanogenic bacteria develop slowly and are sensitive to a sudden change in physical and chemical conditions. For example, a sudden fall in the slurry 161
temperature by even 2o C may significantly affect their growth and gas production rate (Lagrange, 1979). Biodigesters The biodigester is a physical structure, commonly known as the biogas plant. Since various chemical and microbiological reactions take place in the biodigester, it is also known as bio-reactor or anaerobic reactor. The main function of this structure is to provide anaerobic condition within it. As a chamber, it should be air and water tight. It can be made of various construction materials and in different shape and size. Construction of this structure forms a major part of the investment cost. Some of the commonly used designs are discussed below. Floating drum digester. Experiment on biogas technology in India began in 1937. In 1956, Jashu Bhai J Patel developed a design of floating drum biogas plant popularly known as Gobar Gas plant. In 1962, Patel's design was approved by the Khadi and Village Industries Commission (KVIC) of India and this design soon became popular in India and the world. In this design, the digester chamber is made of brick masonry in cement mortar. A mild steel drum is placed on top of the digester to collect the biogas produced from the digester. Thus, there are two separate structures for gas production and collection. With the introduction of fixed dome Chinese model plant, the floating drum plants became obsolete because of comparatively high investment and maintenance cost along with other design weaknesses. In Nepal, KVIC design plants have not been constructed since 1986. Fixed dome digester. Fixed dome Chinese model biogas plant (also called drumless digester) was built in China as early as 1936. It consists of an underground brick masonry compartment (fermentation chamber) with a dome on the top for gas storage. In this design, the fermentation chamber and gas holder are combined as one unit. This design eliminates the use of costlier mild steel gas holder which is susceptible to corrosion. The life of fixed dome type plant is longer 162
(from 20 to 50 years) compared to KVIC plant. Based on the principles of fixed dome model from China, Gobar Gas and Agricultural Equipment Development Company (GGC) of Nepal has developed a design and has been popularizing it since the last 17 years. The concrete dome is the main characteristic of GGC design. Deenbandhu model. In an effort to further bring down the investment cost, Deenbandhu model was put forth in 1984 by the Action for Food Production (AFPRO), New Delhi. In India, this model proved 30 percent cheaper than Janata Model (also developed in India) which is the first fixed dome plant based on Chinese technology. It also proved to be about 45 percent cheaper than a KVIC plant of comparable size. Deenbandhu plants are made entirely of brick masonry work with a spherical shaped gas holder at the top and a concave bottom. The South Asian Partnership/Nepal (SAP/N), an INGO working in Nepal, has introduced Deenbandhu model plants in Bardiya district of Nepal. About 100 plants were constructed by SAP/N in the villages of Bardiya district in 1994. Preliminary studies carried out by BSP did not find any significant difference in the investment costs of GGC and the Deenbandhu design plants. Recently, Environmental Protection and Social Development Association (EPA), a NGO, has constructed modified Deenbandhu design plants in Bardiya district which is also approved by Biogas Support Programme (BSP). In addition to above designs developed particularly for household use in developing countries, there are other designs suitable for adoption in other specific conditions. Though they are not of much relevance to present conditions in Nepal, they could prove useful in the future. These designs are briefly described below for reference. Bag digester. This design was developed in 1960s in Taiwan. It consists of a long cylinder made of PVC or red mud plastic. The bag digester was developed to solve the problems experienced with brick and metal digesters. A PVC bag digester was also tested in Nepal by GGC at Butwal from April to June 1986. The study 163
concluded that the plastic bag biodigester could be successful only if PVC bag is easily available, pressure inside the digester is increased and welding facilities are easily available (Biogas Newsletter, No. 23, 1986). Such conditions are difficult to meet in most of the rural areas in developing countries. Plug flow digester. The plug flow digester is similar to the bag digester. It consists of a trench (trench length has to be considerably greater than the width and depth) lined with concrete or an impermeable membrane. The reactor is covered with either a flexible cover gas holder anchored to the ground, concrete or galvanized iron (GI) top. The first documented use of this type of design was in South Africa in 1957. Anaerobic filter. This type of digester was developed in the 1950's to use relatively dilute and soluble waste water with low level of suspended solids. It is one of the earliest and simplest type of design developed to reduce the reactor volume. It consists of a column filled with a packing medium. A great variety of non-biodegradable materials have been used as packing media for anaerobic filter reactors such as stones, plastic, coral, mussel shells, reeds, and bamboo rings. The methane forming bacteria form a film on the large surface of the packing medium and are not carried out of the digester with the effluent. For this reason, these reactors are also known as "fixed film" or "retained film" digesters (Bioenergy Systems Report, 1984). Upflow anaerobic sludge blanket. This UASB design was developed in 1980 in the Netherlands. It is similar to the anaerobic filter in that it involves a high concentration of immobilized bacteria in the reactor. However, the UASB reactors contain no packing medium, instead, the methane forming bacteria are concentrated in the dense granules of sludge blanket which covers the lower part of the reactor. The feed liquid enters from the bottom of the reactor and biogas is produced while liquid flows up through the sludge blanket. Many full-scale UASB plants are in operation in Europe using waste water from sugar beet processing 164
and other dilute wastes that contain mainly soluble carbohydrates (Bioenergy Systems Report, 1984). Such reactor has not been experimented in Nepal. There are also other designs of anaerobic reactors which are of less interest in the context of Nepal due to their limited utility. Reduction in investment cost using alternative construction materials has been one of the main driving forces in the development of new designs. In an effort to achieve this objective, use of bamboo, plastics and other such cheap construction materials have also been tried with varying degree of success (Cortsen, Lassen and Neilsen, 1995; Beteta, 1995). However, all such reported success stories are yet to take the form of implementation programmes in a mass scale. The main factors that influence the selection of a particular design or model of a biogas plant are as follows: Economic. An ideal plant should be as low-cost as possible (in terms of the production cost per unit volume of biogas) both to the user as well as to the society. At present, with subsidy, the cost of a plant to the society is higher than to an individual user. Simple design. The design should be simple not only for construction but also for operation and maintenance (O&M). This is an important consideration especially in a country like Nepal where the rate of literacy is low and the availability of skilled human resource is scarce. Utilization of local materials. Use of easily available local materials should be emphasized in the construction of a biogas plant. This is an important consideration, particularly in the context of Nepal where transportation system is not yet adequately developed. Durability. Construction of a biogas plant requires certain degree of specialized skill which may not be easily available. A plant of short life could also be cost effective but such a plant may not be reconstructed once its useful life ends. 165
Especially in situation where people are yet to be motivated for the adoption of this technology and the necessary skill and materials are not readily available, it is necessary to construct plants that are more durable although this may require a higher initial investment. Suitable for the type of inputs. The design should be compatible with the type of inputs that would be used. If plant materials such as rice straw, maize straw or similar agricultural wastes are to be used, then the batch feeding design or discontinuous system should be used instead of a design for continuous or semicontinuous feeding. Frequency of using inputs and outputs. Selection of a particular design and size of its various components also depend on how frequently the user can feed the system and utilize the gas. Inputs and their characteristics Any biodegradable organic material can be used as inputs for processing inside the biodigester. However, for economic and technical reasons, some materials are more preferred as inputs than others. If the inputs are costly or have to be purchased, then the economic benefits of outputs such as gas and slurry will become low. Also, if easily available biodegradable wastes are used as inputs, then the benefits could be of two folds: (a) economic value of biogas and its slurry; and (b) environmental cost avoided in dealing with the biodegradable waste in some other ways such as disposal in landfill. One of the main attractions of biogas technology is its ability to generate biogas out of organic wastes that are abundant and freely available. In case of Nepal, it is the cattle dung that is most commonly used as an input mainly because of its availability. The potential gas production from some animal dung is given in Table 2.
166
Table 2. Gas Production potential of various types of dung Types of Dung
Gas Production Per Kg Dung (m3)
Cattle (cows and buffaloes) 0.023 - 0.040 Pig
0.040 - 0.059
Poultry (Chickens)
0.065 - 0.116
Human
0.020 - 0.028
Source: Updated Guidebook on Biogas Development, 1984
In addition to the animal and human wastes, plant materials can also be used to produce biogas and bio-manure. For example, one kg of pre-treated crop waste and water hyacinth have the potential of producing 0.037 and 0.045 m3 of biogas, respectively. Since different organic materials have different bio-chemical characteristics, their potential for gas production also varies. Two or more of such materials can be used together provided that some basic requirements for gas production or for normal growth of methanogens are met. Some characteristics of these inputs which have significant impact on the level of gas production are described below. C/N Ratio. The relationship between the amount of carbon and nitrogen present in organic materials is expressed in terms of the Carbon/Nitrogen (C/N) ratio. A C/N ratio ranging from 20 to 30 is considered optimum for anaerobic digestion. If the C/N ratio is very high, the nitrogen will be consumed rapidly by methanogens for meeting their protein requirements and will no longer react on the left over carbon content of the material. As a result, gas production will be low. On the other hand, if the C/N ratio is very low, nitrogen will be liberated and accumulated in the form of ammonia (NH4). NH4 will increase the pH value of the content in the digester. A pH higher than 8.5 will start showing toxic effect on methanogen population. 167
Animal waste, particularly cattle dung, has an average C/N ratio of about 24. The plant materials such as straw and sawdust contain a higher percentage of carbon. The human excreta has a C/N ratio as low as 8. C/N ratio of some of the commonly used materials are presented in Table 3 (Karki and Dixit, 1984). Materials with high C/N ratio could be mixed with those of low C/N ratio to bring the average ratio of the composite input to a desirable level. In China, as a means to balance C/N ratio, it is customary to load rice straw at the bottom of the digester upon which latrine waste is discharged. Similarly, at Machan Wildlife Resort located in Chitawan district of Nepal, feeding the digester with elephant dung in conjunction with human waste enabled to balance C/N ratio for smooth production of biogas (Karki, Gautam and Karki, 1994). Dilution and consistency of inputs. Before feeding the digester, the excreta, especially fresh cattle dung, has to be mixed with water at the ratio of 1:1 on a unit volume basis (i.e. same volume of water for a given volume of dung). However, if the dung is in dry form, the quantity of water has to be increased accordingly to arrive at the desired consistency of the inputs (e.g. ratio could vary from 1:1.25 to even 1:2). The dilution should be made to maintain the total solids from 7 to 10 percent. If the dung is too diluted, the solid particles will settle down into the digester and if it is too thick, the particles impede the flow of gas formed at the lower part of digester. In both cases, gas production will be less than optimum. A survey made by BSP reveals that the farmers often over dilute the slurry.
168
Table 3. C/N Ratio of some organic materials Raw Materials
C/N Ratio
Duck dung
8
Human excreta
8
Chicken dung
10
Goat dung
12
Pig dung
18
Sheep dung
19
Cow dung/ Buffalo dung
24
Water hyacinth
25
Elephant dung
43
Straw (maize)
60
Straw (rice)
70
Straw (wheat)
90
Saw dust
above 200
For thorough mixing of the cow dung and water (slurry), GGC has devised a Slurry Mixture Machine that can be fitted in the inlet of a digester. It is also necessary to remove inert materials such as stones from the inlet before feeding the slurry into the digester. Otherwise, the effective volume of the digester will decrease. Volatile solids. The weight of organic solids burned off when heated to about 538 degrees C is defined as volatile solids. The biogas production potential of different organic materials, given in Table 2, can also be calculated on the basis of their volatile solid content. The higher the volatile solid content in a unit volume of
169
fresh dung, the higher the gas production. For example, a kg of volatile solids in cow dung would yield about 0.25 m3 biogas (Sathianathan, 1975). Digestion Digestion refers to various reactions and interactions that take place among the methanogens, non-methanogens and substrates fed into the digester as inputs. This is a complex physio-chemical and biological process involving different factors and stages of change. This process of digestion (methanization) is summarized below in its simple form. The breaking down of inputs that are complex organic materials is achieved through three stages as described below: Stage 1: Hydrolysis. The waste materials of plant and animal origins consist mainly of carbohydrates, lipids, proteins and inorganic materials. Large molecular complex substances are solubilized into simpler ones with the help of extracellular enzyme released by the bacteria. This stage is also known as polymer breakdown stage. For example, the cellulose consisting of polymerized glucose is broken down to dimeric, and then to monomeric sugar molecules (glucose) by cellulolytic bacteria. Stage 2: Acidification:. The monomer such as glucose which is produced in Stage 1 is fermented under anaerobic condition into various acids with the help of enzymes produced by the acid forming bacteria. At this stage, the acid-forming bacteria break down molecules of six atoms of carbon (glucose) into molecules of less atoms of carbon (acids) which are in a more reduced state than glucose. The principal acids produced in this process are acetic acid, propionic acid, butyric acid and ethanol. Stage 3: Methanization:. The principle acids produced in Stage 2 are processed by methanogenic bacteria to produce methane. The reactions that takes place in the process of methane production is called Methanization and is expressed by the following equations (Karki and Dixit, 1984). 170
CH3COOH Acetic acid 2CH3CH2OH Ethanol CO2 Carbon dioxide
-->
+
+
CH4
+
Methane CO2 Carbon dioxide 4H2 Hydrogen
-->
-->
CO2 Carbon dioxide CH4 Methane CH4 Methane
+
+
2CH3COOH Acetic acid 2H2O Water
The above equations show that many products, by-products and intermediate products are produced in the process of digestion of inputs in an anaerobic condition before the final product (methane) is produced. Obviously, there are many facilitating and inhibiting factors that play their role in the process. Some of these factors are discussed below. pH value. The optimum biogas production is achieved when the pH value of input mixture in the digester is between 6 and 7. The pH in a biogas digester is also a function of the retention time. In the initial period of fermentation, as large amounts of organic acids are produced by acid forming bacteria, the pH inside the digester can decrease to below 5. This inhibits or even stops the digestion or fermentation process. Methanogenic bacteria are very sensitive to pH and do not thrive below a value of 6.5. Later, as the digestion process continues, concentration of NH4 increases due to digestion of nitrogen which can increase the pH value to above 8. When the methane production level is stabilized, the pH range remains buffered between 7.2 to 8.2. Temperature. The methanogens are inactive in extreme high and low temperatures. The optimum temperature is 35 degrees C. When the ambient temperature goes down to 10 degrees C, gas production virtually stops. Satisfactory gas production takes place in the mesophilic range, between 25 degrees to 30 degrees C. Proper insulation of digester helps to increase gas 171
production in the cold season. When the ambient temperature is 30 degrees C or less, the average temperature within the dome remains about 4 degrees C above the ambient temperature (Lund, Andersen and Torry-Smith, 1996). Loading rate. Loading rate is the amount of raw materials fed per unit volume of digester capacity per day. In Nepalese conditions, about 6 kg of dung per m3 volume of digester is recommended in case of a cow dung plant (BSP, 1992). If the plant is overfed, acids will accumulate and methane production will be inhibited. Similarly, if the plant is underfed, the gas production will also be low. Retention time. Retention time (also known as detention time) is the average period that a given quantity of input remains in the digester to be acted upon by the methanogens. In a cow dung plant, the retention time is calculated by dividing the total volume of the digester by the volume of inputs added daily. Considering the climatic conditions of Nepal, a retention time of 50 to 60 days seems desirable. Thus, a digester should have a volume of 50 to 60 times the slurry added daily. But for a night soil biogas digester, a longer retention time (70-80 days) is needed so that the pathogens present in human faeces are destroyed. The retention time is also dependent on the temperature and upto 35 degrees C, the higher the temperature, the lower the retention time (Lagrange, 1979). Toxicity. Mineral ions, heavy metals and the detergents are some of the toxic materials that inhibit the normal growth of pathogens in the digester. Small quantity of mineral ions (e.g. sodium, potassium, calcium, magnesium, ammonium and sulphur) also stimulates the growth of bacteria, while very heavy concentration of these ions will have toxic effect. For example, presence of NH4 from 50 to 200 mg/l stimulates the growth of microbes, whereas its concentration above 1,500 mg/l produces toxicity. Similarly, heavy metals such as copper, nickel, chromium, zinc, lead, etc. in small quantities are essential for the growth of bacteria but their higher concentration has toxic effects. Likewise, detergents including soap, antibiotics, organic solvents, etc. inhibit the activities of methane 172
producing bacteria and addition of these substances in the digester should be avoided. Although there is a long list of the substances that produce toxicity on bacterial growth, the inhibiting levels of some of the major ones are given in Table 4. Table 4: Toxic level of various inhibitors Inhibitors
Inhibiting Concentration
Sulphate (SO4- - )
5,000 ppm
Sodium Chloride or Common salt (NaCl) 40,000 ppm Nitrate (Calculated as N)
0.05 mg/ml
Copper (Cu++ )
100 mg/l
Chromium (Cr+++ )
200 mg/l
Nickel (Ni+++ )
200 - 500 mg/l
Sodium (Na+ )
3,500 - 5,500 mg/l
Potassium (K+ )
2,500 - 4,500 mg/l
Calcium (Ca++ )
2,500 - 4,500 mg/l
Magnesium (Mg++ )
1,000 - 1,500 mg/l
Manganese (Mn++ )
Above 1,500 mg/l
Source: The Biogas Technology in China, BRTC, China (1989)
Slurry This is the residue of inputs that comes out from the outlet after the substrate is acted upon by the methonogenic bacteria in an anaerobic condition inside the digester. After extraction of biogas (energy), the slurry (also known as effluent) comes out of digester as by-product of the anaerobic digestion system. It is an almost pathogen-free stabilized manure that can be used to maintain soil fertility 173
and enhance crop production. Slurry is found in different forms inside the digester as mentioned below: - a light rather solid fraction, mainly fibrous material, which float on the top forming the scum; - a very liquid and watery fraction remaining in the middle layer of the digester; - a viscous fraction below which is the real slurry or sludge; and heavy solids, mainly sand and soils that deposit at the bottom. There is less separation in the slurry if the feed materials are homogenous. Appropriate ratio of urine, water and excrement and intensive mixing before feeding the digester leads to homogeneous slurry. Use of biogas Of the outputs of biogas, the gas is valued for its use as a source of energy and the slurry for its fertilizing properties (soil nutrients). Energy content of biogas can also be transformed into various other forms such as mechanical energy (for running machines) and heat energy (for cooking and lighting) depending on the need and availability of the technology. Some of the common uses of biogas are : cooking, lighting, refrigeration and running internal combustion engine. Implications of biogas system Biogas technology is best suited to convert the organic waste from agriculture, livestock, industries, municipalities and other human activities into energy and manure. The use of energy and manure can lead to better environment, health, and other socio-economic gains is shown in the Chart below.
174
References Alexander, M. (1961) "Introduction to Soil Microbiology". John Wiley & Sons, Inc. pp 227-231. Beteta, T. (1995) "Experiences with Plastic Tube Biodigesters in Colombia". Universidad Nacional Agraria, Managua, Nicaragua. Bioenergy Systems Report : "Innovations in Biogas Systems and Technology" (1984). Bio-energy Systems and Technology Project of the USAID. Biogas and Natural Resources Management (BNRM) Newsletter. Issue No 1 to 51, 1978-1996. Cortsen, L., M. Lassen and H. K. Nielsen (1995) "Small Scale Biogas Digesters in Turiani, Nronga and Amani, Tanzania". University of Aarhus, Denmark. Gunnerson, C. G. and D. V. Stuckey (1986) "Integrated Resource RecoveryAnaerobic Digestion-Principles and Practices for Biogas systems". World Bank Technical Paper No. 49. Karki, A. B. and K. Dixit (1984) "Biogas Fieldbook". Sahayogi Press, Kathmandu, Nepal. Karki, A. B., K. M. Gautam and A. Karki (1994) "Biogas Installation from Elephant Dung at Machan Wildlife Resort, Chitwan, Nepal". Biogas Newsletter, Issue No. 45. 175
Lagrange, B. (1979) "Biomethane 2: Principles - Techniques Utilization". EDISUD, La Calade, 13100 Aix-en-Provence, France. Lund, M. S., S. S. Andersen and M. Torry-Smith (1996) "Building of a Flexibility Bag Biogas Digester in Tanzania". Student Report. Technical University of Denmark, Copenhagen. Ni Ji-Qin and E. J. Nyns (1993) "Biomethanization : A Developing Technology in Latin America". Catholic University of Louvain, Belgium. pp 67-68. Optner, S. L. (1997) "System Analysis". Penguin Books Ltd, Harmondsworth, Middlesex, England. Sathianathan, M. A. (1975) "Biogas Achievements and Challenges". Association of Voluntary Agencies of Rural Development, New Delhi, India. Singh, J. B, R. Myles and A. Dhussa (1987) "Manual on Deenbandhu Biogas Plant". Tata McGraw Hill Publishing Company Limited, India. The Biogas Technology in China (1989) Chengdu Biogas Research Institute, Chengdu, China. Updated Guidebook on Biogas Development-Energy Resources Development Series (1984), No. 27. United Nations. New York, USA. Yadava, L. S. and P. R. Hesse (1981) "The Development and Use of Biogas Technology in Rural Areas of Asia" (A Status Report 1981). Improving Soil Fertility through Organic Recycling, FAO/UNDP Regional Project RAS/75/004, Project Field Document No. 10.
176
