PEMANFAATAN KOTORAN MANUSIA SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF BIOGAS DIRT HUMAN USE AS AN ALTERNATIVE ENERGY BIOGAS

Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XV Program Studi MMT-ITS, Surabaya 4 Pebruari 2012

PEMANFAATAN KOTORAN MANUSIA SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF BIOGAS DIRT HUMAN USE AS AN ALTERNATIVE ENERGY BIOGAS Imam Kholiq1), Siswadi2) Manajemen Pendidikan Universitas Wijaya Putra Benowo – Surabaya 2) Fakultas Teknik Universitas Universitas Wijaya Putra Benowo – Surabaya 1)

ABSTRAK Beberapa tahun terakhir ini energi merupakan persoalan yang krusial di dunia. Peningkatan permintaan energi yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi penduduk dan menipisnya cadangan minyak dunia serta permasalahan emisi bahan bakar fosil memberikan tekanan kepada setiap negara untuk segera memproduksi dan menggunakan energi terbaharukan. Selain itu peningkatan harga minyak dunia mencapai 100 US/barel juga menjadi alasan yang serius yang menimpa banyak negara di dunia, terutama Indonesia. Lonjakan harga minyak dunia akan memberikan dampak yang besar bagi pembangunan bangsa Indonesia. Konsumsi bahan bakar BBM yang mencapai 1,3 juta/barel sehingga terdapat defisit yang harus dipenuhi melalui impor. Dampaknya harga bahan bakar di dalam negeri akan naik sehingga banyak masyarakat yang keberatan , sehingga mencari bahan bakar alternatif. Sehingga peneliti membuat penelitian berupa limbah kotoran manusia merupakan material yang tidak bermanfaat bahkan bisa mengakibatkan racun yang berbahaya menjadi mempunyai nilai ekonomis. Aplikasi anaerobik digestion akan meminimalkan efek tersebut dan meningkatkan nilai manfaat dari limbah kotoran manusia. Penelitian ini merupakan studi awal untuk membuat biogas dari kotoran manusia dimana kita tidak hidup dipedesaan tetapi di lingkungan padat penduduk. Harga bahan bakar minyak yang makin meningkat dan ketersediaanya yang makin menipis serta permasalahan ekonomi masyarakat yang semakin berat. Upaya pencarian akan bahan bakar alternatif yang murah dan ramah lingkungan merupakan solusi dari permasalahan energi tersebut. Untuk itu peneliti menggali potensi yang begitu besar , diharapkan untuk segera mengaplikasikan bahan bakar tersebut. Kata kunci: kotoran manusia, biogas, energi alternatif ABSTRACT In recent years the energy is a crucial issue in the world. Increased energy demand caused by population growth and depletion of world oil reserves and fossil fuel emissions problems put pressure on each country to immediately produce and use renewable energy. Besides the increase in world oil prices reached 100 US / barrel is also a serious reason that struck many countries in the world, especially Indonesia. The surge in world oil prices will have a great impact for the development of the Indonesian nation. Fuel consumption of fuel that reaches 1.3 million / barrels so that there is a deficit that must be met through imports. The impact of fuel prices in the country will go up so many people who objected, so the search for alternative fuels. So the researchers made the study of human waste is waste material that is not beneficial even could lead to a dangerous toxin to be having an economic value. Anaerobic Digestion application will minimize these effects and increase the value of the benefits of human sewage. This study is a preliminary study to make biogas from human waste where we do not live in the countryside but in the densely populated neighborhood. Fuel prices increasing and ketersediaanya a shrinking economy and the problems of society's ISBN : 978-602-97491-4-4 D-5-1


growing weight. Will fuel the search for a cheap alternative and an environmentally friendly energy solutions to these problems. For that researchers explore the potential is so great, is expected to immediately apply these fuels. Keywords: dirt human, biogas, alternative energy

PENDAHULUAN Reaktor biogas merupakan salah satu solusi tehnologi energi untuk mengatasi kesulitan masyarakat akibat kenaikan harga BBM yang tiap tahunnya terus naik dan untuk mengurangi pengeluaran tiap bulan, dimana masyarakat perumahan adalah karyawan swasta yang pendapatannya pas-pasan. Dalam rangka pemenuhan energi rumah tangga khususnya di perumahan maka perlu dilakukan Upaya yang sistematis untuk menerapkan berbagai alternatif energi yang layak bagi masyarakat. Sehubungan dengan hal ini, maka salah satu upaya terobosan yang dilakukan adalah melaksanakan program BIO ENERGI pedesaan. Yaitu suatu upaya pemenuhan energi secara swadaya oleh masyarakat di perumahan. Berdasarkan masalah di atas untuk membantu pemerintah dalam mendiversivikasi energi bahan bakar minyak ke energi biogas terutama untuk memasak di dapur, maka perlu dirancang alat biogas skala perumahan yang efisien, praktis, ramah lingkungan dan aman untuk meningkatkan nilai tambah dari nilai kotoran manusia tersebut. METODE Sebelum melakukan penelitian pemanfatan kotoran manusia sebagai energi alternatif biogas terlebih dahulu dilakukan evaluasi sistem yang sudah beroperasi. Sehubungan dengan hal ini, maka salah satu upaya terobosan yang dilakukan adalah melaksanakan program bioga energi perumahan padat penduduk, yaitu suatu upaya pemenuhan energi secara swadaya oleh masyarakat. Ada 4 hal yang menyebabkan masyarakat kurang tertarik menggunakan energi alternatif yaitu : 1) Masalah kebiasaan, masyarakat sudah terbiasa menggunakan minyak tanah atau elpiji sebagai bahan bakar, 2) Masalah kepraktisan, menggunakan minyak tanah atau elpiji lebih praktis dibandingkan dengan menggunakan biogas, 3) Ketersediaan energi alternatif di pasar tidak terjamin secara berkesinambungan, 4) Perlu pembuatan instalasi yang rumit dan mahal. Berdasarkan masalah di atas, untuk membantu pemerintah dan masyarakat dalam mendirversivikasi energi bahan bakar minyak ke bahan bakar biogas yang lebih efisien , praktis untuk meningkatkan nilai tambah dari limbah kotoran manusia. HASIL DAN PEMBAHASAN Instalasi Instalasi atau peralatan untuk membuat biogas tidak bocor yang dapat dibuat dari logam, fiberglass, beton dll. Instalasi biogas yang sederhana dapat dibuat dari drum bekas minyak tanah atau oli atau yang kuat dan tidak bocor. Cara lain adalah membuat instalasi dengan lobang atau sumur di dalam tanah. Bahan Sebelum mengerjakan istalasi biogas terlebih dahulu kiata harus menentukan skema atau gambar desain yang ditentukan. Tabel 1. Bahan yang dibutuhkan untuk pembuatan instalasi ISBN : 978-602-97491-4-4 D-5-2


No Nama Bahan 1 Batu bata

Jumlah 2.500 buah

2

Semen

20 sak

3

Pasir

1 rit

4 5

Air Pipa paralon 2 batang ukuran 4 inci Saringan dari kawat

6

7

Pipa besi ¾ inci

8

Kran, pipa 20 cm, 1 set diameter 1 inci Stop kran ¾ inci 2 buah Bak air fiber glass 1 buah

9 10 11 12 13 14

8 batang

Besi penyambung 12 buah (sok, knee) Bambu 5 Batang Rantai pengikat 22 kg Besi pemegang

/plat 5 meter

Fungsi Untuk membuat pasangan pada lubang digesr, bak pemasukan (inlet), dan bak pengeluaran. Membuat adukan untuk berbagai keperluan antara lain dalam pemasangan batu bata, plester pada ketiga bak seperti pada no 1 Untuk membuat campuran adukan seperti pada no 2 diatas Untuk mencampur atau mengencerkan adukan Untuk membuat saluran pemasukan dan pengeluaran Untuk menyaring faeces dari berbagai kotoran yang menggangu seperti batauan, kerikil, potongan kayu dan lain-lain sebelum masuk ke digester Untuk menyalurkan gas ke tempat penampungan gas atau langsung ke kompor pembakar. Untuk membuka dan menutup aliran gas yang terbentuk pada bak penampung gas (fiber glass) Sebagai tempat penampungan gas hasil fermentasi faeces dari digester Untuk berbagai keperluan dalam penyambungan pipa-pipa gas Untuk membuat tangga Untuk menahan desakan gas di dalam ruang penampung gas (bak fiber glass) Dipakai untuk memperkuat bak penampung gas

Konstruksi model ini sangat murah dan efisien, karena: 1. Seluruh unit istalasi terutama tangki pencernaannya dan tangki penampung gasnya terbuat dari batu merah, semen, koral dll, Pipa gas dan pipa lainnya terbuat dari PVC. 2. Dapat dikerjakan oleh tukang batu setempat. 3. Umur unit isntalasi lama, karena tidak ada bahan yang mudah berkarat, tidak mudah terjadi kebocoran. 4. Lahan yang dibutuhkan tidak begitu luas, karena instalasinya di buat di dalam tanah, dengan volume 8 m3. Yang tampak manhole dan outlet dengan luas 2,5 m2. 5. Produksi biogas sangat efisien. Untuk setiap kg kotoran limbah manusia dapat menghasilkan 0,04 m2 biogas. Komponen Instalasi Biogas 1. Inlet chamber adalah tempat memasukkan limbah kotoran manusia yang di campur dengan air sama banyaknya setiap harinya yang berasal dari limbah WC. 2. Digester tank atau tangki pencernak adalah tempat campuran kotoran limbah manusia dan air dicerna oleh kuman kuman pembentuk biogas. 3. Gas Outlet Pipa atau Pipa penyalur biogas adalah suatu pipa yang menyalurkan biogas dari tanki penampung gas kerumah tangga (kompor gas,lampu gas,dan manometer/alat pengaman gas). 4. Gas holder atau Tangki penampung biogas adalah Tangki yang menampung biogas. ISBN : 978-602-97491-4-4 D-5-3


5. Manhole dan Cover atau lubang untuk masuk orang adalah lubang yang dipergunakan untuk melakukan kebersihan.tangki pencerna dan tangki penampung. 6. Outlet Chamber atau Tangki penampung limbah biogas adalah tempat menampung sisa sisa pecernaan biogas dan menyalurkan kelahan pekarangan sebagai pupuk. 7. Inlet dan outlet cover atau tutup adalah berfungsi untuk melindungi tanki dari air hujan yang mengangu proses pencernaan. 8. Kran atau Valve gas adalah kran yang berfunsi mengatur pengeluaran gas dari tangki penampung ke rumah-rumah. Memilih Lokasi yang Baik untuk Pembangunan Biogas 1. Titik lokasi hendaknya lebih tinggi dari sekitarnya 2. Lahannya kering dan terbuka 3. Hendaknya dekat dengan WC 4. Dekat dengan air bersih 5. Jarak unit dengan fondasi rumah tangga tidak boleh kurang dari 2 M, jarak dengan sumur/air bersih tidak boleh kurang dari 15 M. Kapasitas Produksi Biogas Kapasitas model ini bisa menghasilkan biogas sejumlah 1,6 s/d 3,2 M3 dari limbah kotoran 4 keluarga (16 orang dewasa). Maka bilamana produksi biogas tersebut digunakan untuk: Memasak : dapat mencukupi kebutuhan 5 s/d 12 orang dalam sehari Penerangan : dapat mencukupi kebutuhan lampu petromak gas selama 7 jam untuk tiap 1 M3 biogas. Proses Pembuatan 1. Menetapkan titik pusat lokasi 2. Menetapkan denah tangki pencernak, inlet dan outlet 3. Membuat lobang tangki pencernak 4. Menggali dasar lobang tangki pencernak dengan bentuk yang cekung 5. Membuat patok di dasar lobang 6. Membuat jari-jari dome/kubah tangki pencernak 7. Membuat kontruksi pondasi tangki pencernak 8. Membuat dinding dome/ kubah tangki pencernak 9. Membuat lubang inlet pada dinding dome/kubah 10. Membuat lobang outlet pada dinding dome/kubah 11. Menutup lobang inlet dan outlet serta mengguruk tanah 12. Membuat lanjutan dinding dome dan menhul 13. Memasang pipa penyalur gas 14. Plesteran bagian dalam dinding dome 15. Membuat inlet chamber/ tempat memasukkan campuran kotoran limbah dan air 16. Membuat dinding menhul/tempat masuk orang 17. Membuat outlet chamber/ tempat penampung limbah biogas 18. Mengecat bagian dalam dinding dome 19. Membuat tutup man-hole

ISBN : 978-602-97491-4-4 D-5-4


Melakukan uji kebocoran air dan gas 1. Uji kebocoran air a. Periksalah dinding dome dengan menggunakan tongkat kecil dari bambu dan pukulpukul pada dinding dome. Kalau diketuk bunyinya nyaring, berarti tidak ada kebocoran di dalam tangki pencerna b. Isilah tangki pencerna dengan air bersih setinggi mulut pipa outlet c. Tunggu selama 3-4 hari, apakah ada penurunan air d. Pada kondisi normal, penurunan air 3-4 cm 2. Uji kebocoran gas a. Tutuplah manhole dengan tutup yang telah dibuat b. Sebaiknya bagian bawah tutup dilapisi dengan semen gamping pasta setebal 1 cm dan dicat dengan cat plastik atau cat karet c. Di bibir manhole, beri lapisan tanah liat yang berbentuk pasta 2 atau 1 cm sekelilingnya. d. Letakkan tutup manhole diatas bibir manhole yang telah dilapisi tanah liat. e. Isilah diselanya dinding manhole dan tutup manhole dengan tanah liat menyeluruh. f. Beri tumpukan tanah liat di atas tutup setinggi dinding manhole dan beri air sedikit di atasnya. g. Sambunglah pipa karet dari pompa sepeda/ pompa ban mobil pada kran gas h. Bukalah kran gas dan masukkan udara ke dalam tangki pencerna i. Tutuplah kran gas dan pasanglah manometer air j. Bukalah kran gas dan masuklah udara ke dalam manometer air k. Berilah tandasampai bats mana ketinggian air dalam manometer ISBN : 978-602-97491-4-4 D-5-5


l. Biarkan selama 24 jam m. Pada keadaan norma penurunan air 2-3 cm n. Pekerjaan ini agar dapt dinyakini benar tidak bocor, ulangi 2 atau 3 kali. Kalau setiap 24 jam penurunan air sama saja dengan diatas, maka berarti dinding dome telah kedap gas. o. Kalau ternyata ketinggian daripada air sangat merosot, carilah di mana letak kebocorannya dan perbaiki p. Kebocoran gas dapat dicari dengan menggunakan air sabun. Mengenal Alat dan Cara memasang alat Biogas 1. Mengenal peralatan Biogas a. Manometer air - Alat ini berfungsi mengetahui apakah di dalam tangki pencernak terdapat produksi biogas atau tidak - Mengetahui apakah terdapat kebocoran - Melindungi tangki dari terjadinya bahaya ledakan karena tekanan biogas yang terlalu tinggi b. Kompor Biogas / alat untuk emasak c. Lampu penerangan biogas/petromak d. Penangkap embun berfungsi sebagai alat untuk menangkap embun yang terjadi dalam pipa-pipa biogas. Kalau tidak ditangkap akan menyebabkan jalannya biogas ternganggu. e. Balon plastik tempat penampungan biogas. Balon ini dapat dipergunakan sebagai tempat penyimpanan biogas bila diperlukan. Cara memasang Peralatan Biogas a. Pemasangan pipa penyalur biogas dari pipa penampungan ke rumah-rumah - Jarak dekat ( 10-20 meter) - Jarak menengah (20-30 meter) - Jarak jauh (35-50 meter). - Pegunungan b. Pemasangan manometer air, kompor, lampu Cara mengisi tangki pencernak dengan bahan baku 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Masukkan kotoran atau limbah melalui WC. Didalam tangki pencernak inlet aduklah dengan alat pengaduk dan air. Bila pengisian selesai tutuplah manhole Tutuplah stop kran gas Selama menunggu produksi biogas janganlah mengisi dengan bahan baku baru Pengisian dengan bahan baku yang baru boleh dilakukan bilamana produksi biogas telah cukup besardan biogas telah baik dipakai. Bilamana biogas telah baik dipakai baru melakukan pengisian ulang

Cara mengoperasikan dan merawat instalasi Biogas 1. 2. 3. 4.

Tutuplah inlet dan outlet Campurlah kotoran dengan air bersih dengan perbandingan 1 : 1 atau 4 : 5. Aduklah campuran sebelum masuk ke dalam tangki pencernak. Setelah pengisian selesai tutuplah manhole Tutuplah stop kran gas

ISBN : 978-602-97491-4-4 D-5-6


5.

6.

7. 8. 9.

Sebelum pertama kali memasukkan kotoran limbah ke dalam tangki sebaiknya di dalam bak dimasukkan larutan stater atau cairan dari septik tank yang mengandung bakteri anaerob sebanyak 3-5 ember. Tunggu sampai produksi biogas terjadi kira-kira antara 2-10 hari, bilamana dalam campuran kotoran telah terdapat stater / bibit-bibit kuman pembentuk biogas. Bilamana tidak mengandung stater / bibit-bibit kuman pembentuk biogas bisa berlangsung 15 -25 hari. Selama menunggu produksi biogas, aduklah campuran bahan baku dalam tangki pencernak setiap hari dengan menggunakan alat pengaduk. Cara menyal;akan kompor adalah dengan membuka kran saluran gas, kemudian kompor dinyalakan. Bilamana biogas telah dipakai lakukan pengisian seperti semula. Pasanglah pipa-pipa penyalur, alat penagkap embun, manometer air, kompor biogas sesuai petunjuk diatas.

Faktor yang mempengaruhi pembentukan Biogas 1. 2. 3. 4.

Bahan baku (faeces)yang mempunyai ratio/perbandingan C/N (carbon banding nitrogen) tinggi akan lebih banyak menghasilkan gas Kadar kesamaan atau pH yang optimal berkisar 6-8. Untuk mengukur pH menggunakan alat pH meter atau kertas lakmus Temperatur optimal yang dikehendaki sekitar 35 derajat celsius. Perlu diadakan pengadukan agar tidak terjadi kerak(scum) di lapisan atas atau permukaan cairan yang menyebabkan produksi menurun.

Cara membuat kompor biogas sederhana Terbuat dari kaleng roti / kaleng susu bekas berbentuk silinder. Saluran gas dibuat dari pipa besi ½ inch dan sambung-sambungan : knee, elbow, dobel nepel, stop kran. Cara membuat : - Kaleng roti bagian bawah diberi lubang-lubang melingkar menggunakan paku. - Lihat gambar ANALISIS EKONOMI Biaya pembuatan 1 unit instalasi biogas: No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Nama Bahan Batu bata Semen Pasir Air Pipa paralon ukuran 4 inci Saringan dari kawat Pipa besi ¾ inci Kran, pipa 20 cm, diameter 1 inci Stop kran ¾ inci Bak air fiber glass Besi penyambung (sok, knee) Bambu Rantai pengikat Besi /plat pemegang J U M LA H

Jumlah 2.500 20 sak 1 rit 2 batang 1m 8 batang 1 set 2 buah 1 buah 12 buah 5 Batang 22 kg 5 meter

ISBN : 978-602-97491-4-4 D-5-7

Harga Satuan ( Rp) 1.000 48.000 700.000

Jumlah ( Rp) 250.000 960.000 700.000

80.000 25.000 150.000 50.000 100.000 80.000 10.000 10.000 10.000 20.000

160.000 25.000 1.200.000 50.000 100.000 80.000 120.000 50.000 220.000 100.000 2.105.000


KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan penyusunan makalah di atas maka dapat disimpulkan pembuatan biogas dari limbah kotoran sangat murah dan merupakan sebagai energi alternatif untuk mencapaio swadaya energi bagi masyarakat menengah ke bawah, dimana unit instalasi biogas harus disediakan oleh pengembang perumahan dimana untuk mengantisipasi dicabutnya subsidi bahan bakar. Satu instalasi biogas menghasilkan bahan bakar 85 m3 /3 hari 13 kg elpiji = 0,85 m3. 13 kg elpiji = Rp 13.000,Jadi setiap 13 kg elpiji x 3 = 39 kg per bulan untuk kebutuhan 1 keluarga per bulan Jadi 1 unit instalasi biogas dapat digunakan untuk 33 keluarga per bulan Jadi 1 bulan Rp 13.000,- x 3 x 33 = Rp 1.287.000,Jadi produk yang dihasilkan dibanding biaya yang dikeluarkan sangat menguntungkan. DAFTAR PUSTAKA Dinas peternakan DKI. Teknologi Pembuatan Biogas di Pondok Ranggon. Jakarta. http://suportindo.tk/teknik-kimia/pembuatan-biogas-dari-kotoran-sapi-sebagai-alternatifuntuk-mencapai-swadaya-energi.html SOEMITRO. Laporan Practical TrainingCourse on Low-Cost BiogasTechnologi, Sponsored by FAO/UNDP and organized by AFPRO, New Delhi, India 1982.

ISBN : 978-602-97491-4-4 D-5-8

PEMANFAATAN KOTORAN MANUSIA SEBAGAI ENERGI ALTERNATIF BIOGAS DIRT HUMAN USE AS AN ALTERNATIVE ENERGY BIOGAS

Recommend Documents