Prospek Pemanfaatan Limbah Kotoran Manusia Di Asrama Tpb-ipb Sebagai Penghasil Energi Alternatif Bio Gas1

7/31/2019 Prospek Pemanfaatan Limbah Kotoran Manusia Di Asrama Tpb-ipb Sebagai Penghasil Energi Alternatif Bio Gas1

1/11

PROSPEK PEMANFAATAN LIMBAH KOTORAN MANUSIA DI

ASRAMA TPB-IPB SEBAGAI PENGHASIL ENERGI

ALTERNATIF BIO GAS

FAHMI TRI WENDRAWAN (F34090009)

Mahasiswa Program Tingkat Persiapan Bersama

Bogor Agricultural University - http://www.ipb.ac.id

Kelangkaan Energi

Seiring berjalannya waktu, jumlah manusia terus meningkat. Kebutuhan akan

bahan bakar minyak dan gas alam juga terus meningkat. Sebagaimana diketahui

bahan bakar minyak dan gas alam adalah sumber energi tidak terbarukan karena

berasal dari endapan fosil-fosil yang membutuhkan waktu jutaan tahun untuk

Meningkatnya populasi manusia di

Indonesia mengakibatkan

meledaknya kebutuhan energi.

Padatnya penduduk membuat

limbah-limbah sulit untuk

ditangani sehingga seringkali

mencemari lingkungan yang

berdampak pada kesehatan.

Kotoran manusia dari satu segi

menjijikan dan tidak bernilai,

tetapi dari pendekatan kandungan

bahan organik dapat diubah

menjadi energi alternatif Bio Gas.

Lalu bagaimana teknik

instalasin a?


2/11

diproses menjadi minyak bumi dan gas yang lazim kita digunakan sekarang. Jika

sumber enegi ini dipakai secara terus-menerus, maka pada suatu saat akan habis.

Sedangkan untuk dapat melangsungkan kehidupan manusia memerlukan energi.

Masalah lain yang ditimbulkan dengan meningkatnya populasi manusia adalah

limbah-limbah yang menumpuk contohnya limbah kotoran manusia yang tak

tertangani sehingga dapat memicu timbulnya masalah-masalah kesehatan. Padahal

dari pendekatan bahan organik limbah kotoran manusia dapat dijadikan sumber

energi alternatif. Untuk itu perlu dilakukan upaya penanganan limbah kotoran

manusia sehingga dapat lebih berdaya guna.

Dari grafik terlihat bahwa produksi minyak bumi terus menurun sedangkan

konsumsi minyak bumi terus meningkat tiap tahunnya. Hal ini disebabkan karena

jumlah populasi manusia yang terus meningkat.


3/11

Bio Gas Sebagai Alternatif Energi Terbarukan

Kandungan bahan organik di dalam limbah pertanian cukup besar, apabila

tidak dikelola dengan baik dapat menimbulkan berbagai masalah kesehatan dan

estetika. Bahan organik terdiri dari senyawa-senyawa karbon, hidrogen, oksigen, dan

nitrogen, kadang senyawa sulfur, fosfor dan lain-lain. Kadar dan jenis bahan yang

dapat menurunkan kualitas atau mencemarkan lingkungan sangat bervariasi

tergantung dari jenis hasil pertanian itu sendiri namun secara garis besar, dapat

dinyatakan bahwa limbah hasil pertanian mudah terurai secara biologis di alam

(biodegradable) (Tugaswati dan Nugroho 1985).

Tinja dan urin manusia tergolong bahan organik merupakan hasil sisa

perombakkan dan penyerapan dari sistem pencernaan. Berdasarkan kapasitas manusia

dewasa rataan hasil tinja 0,20 kg/hari/jiwa (Sugiharto 1987).

Sama halnya dengan limbah organik lain, limbah manusia dapat digunakan

sebagai sumberdaya yang masih jarang diungkapkan. Nutrisi kotoran manusia tidak

jauh berbeda dibanding kotoran ternak. Kalaupun berbeda tentu akibat pola makan

dan sistem pencernaan yang berbeda. Pola makan manusia lebih banyak memilih

bahan makanan kurang berserat, protein lebih tinggi dan umumnya dimasak sebelumdikonsumsi, sedangkan ternak sebaliknya. Kotoran manusia memiliki keunggulan

dari segi nutrisi, dimana nisbah karbon (C) dan nitrogen (N) jauh lebih rendah dari

kotoran ternak (C/N rasio 6-10:18-30) (Sihombing 1988)


4/11

Limbah Manusia di Asrama TPB IPB

Limbah manusia dalam jumlah

banyak dan kontinu terdapat di tempat

padat penduduk seperti asrama TPB

IPB. Bila diasumsikan bahwa penghuni

asrama TPB IPB berjumlah 3.000 jiwa

(meliputi mahasiswa, pengelola asrama,

dan Senior Resident), serta kapasitas

rataan tinja manusia dewasa sebesar 0.2

kg/hari/jiwa. maka jumlah tinja yang

terakumulasi setiap harinya dapat

dihitung dengan dengan mengalikan

jumlah penghuni asrama TPB IPB

terhadap limbah kotoran yang dihasilkannya perhari.

n = 0.2x

n = Jumlah limbah manusia yang dihasilkan per hari (kg)

x = Jumlah penghuni asrama ( diperkirakan 3000 orang (TPB IPB2010 ).

Maka jumlah limbah yang terakumulasi setiap harinya sebesar 600 kg, sehingga

pembuatan Bio gas (bahan bakar gas) dapat diupayakan dengan bantuan mikroba

alam pada kondisi anaerob.

Proses Perombakan Limbah Manusia

Proses awal perombakan limbah manusia dalam sumur digester adalah proses

hidrolisis dari bahan organik yang mudah larut dan terurai dari bentuk komplek

menjadi sederhana. Tahap berikut dilanjutkan pada proses pengasaman dimana

bagian yang telah terlarut dan disederhanakan membentuk asam organik dan

alkohol/etanol. Tahap akhir pembentukan gas methane (CH4) melalui tiga cara :


5/11

Pertama, melalui perombakan asam-asam organik membentuk gas methana ; Kedua,

melalui oksidasi alkohol/ethanol oleh karbondioksida membentuk gas methana;

Ketiga, melalui reduksi karbondioksida membentuk gas methana. (Mc Garry dan

Stainforth, 1989)


6/11

Akumulasi gas methana dari ketiga proses perombakan akan ditampung pada

tungkup gas (holding gas) dan disalurkan melalui pipa distribusi menggunakan kran

control ke tempat pengguna gas.

Beberapa Faktor yang Memengaruhi Produksi Bio Gas

Paling tidak ada tiga faktor penting yang memengaruhi proses pembentukan

bio gas yakni bahan organik masukan (C/N ratio optimum sekitar 25-30 % dan bahan

kering sekitar 7-9 %); lingkungan optimal (temperature dalam sumur digester stabil

pada kisaran 33-38oC (mesofilik) dan pH sekitar 6,6-7,6 (netral); dan manajemen

seperti frekuensi masukan per satuan waktu dan adanya bahan-bahan beracun

(Stafford et al., 1978 dan Barnett et al., 1978).

Mekanisme Instalasi Bio Gas

Secara umum penunjang

istalasi bio gas dimulai dari WC

sebagai pengumpul kotoran

manusia, pipa penyalur kotoran

manusia, sumur pencerna

(digester), tungkup gas (holding

gas), sumur resapan, pipa

distribusi penyalur gas lengkap

dengan kran kontrol,dan kompor

gas. Bangunan instalasi berdiri di atas fondasi.

Prinsip utama mengusahakan terwujudnya kondisi anaerob di dalam sumur

pencerna dengan tungkup gas agar mikroorganisme anaerob dapat tumbuh dan

berkembang biak sehingga aktivitas perombakan manusia untuk membentuk bio gas

meningkat (Sihombing dan Simamora, 1988).


7/11


8/11

Pembuatan Instalasi Bio Gas

Dua buah instalasi bio gas dengan kapasitas 15 m3 dan 6 m3. Konstruksi

maupun model/design dirancang sama hanya kapasitasnya yang berbeda.

Fondasi dan Floor

Fondasi terletak di dalam tanah dan di floor pada bagian sumur pencerna,

sedangkan bagian sumur resapan tidak difloor.

Sumur Digester

Sumur Digester ada dua buah yang dibangun diatas fondasi. Sumur digester I

berbentuk silinder, dengan sistem dinding rangkap pada bagian atasnya. Ada pipa

masukan kotoran dari WC dan pipa penghubung ke sumur disgester II yang dibuat

setengah silinder.


9/11

Sumur Resapan

Sumur resapan menyatu dengan sumur digester II masing-masing setengah

silinder yang dibatasi dengan dinding. Sumur resapan diberikan sistem saringan

resapan

Tungkup Gas

Terbuat dari bahan ferrocement, berbentuk silinder dengan kerangka tulang

besi beton yang dililit dengan kawat ram. Tungkup gas terletak diatas dinding sumur

digester I pada bak air (isolasi) tidak menyatu dengan dinding (floating system),

diatas tungkup gas dipasang pipa dengan kran pengontrol untuk distribusi gas dan

juga dipasang pengukur tekanan gas . Sumur digester II sistem tetap (fixed system)

maka bagian atasnya kerangka besi beton di dak, dan dipasang pipa penyalur gas

yang dihubugkan dengan pipa penampung gas sumur digester I.


10/11

Pengamatan dan Monitoring

Untuk melihat keberhasilan dari prototipe instalasi bio gas ini, hal yang

diamati ada atau tidak adanya gas yang dihasilkan, berapa besar tekanan, dan dapat

dipakai berapa lama.

Manfaat Penerapan Instalasi Bio Gas

Dengan adanya instalasi pengolah kotoran manusia di Asrama TPB-IPB

paling tidak akan mengurangi beban pencemaran hingga dapat mencapai lingkungan

yang sehat, dimana secara teknis fermentasi kotoran manusia pada kondisi anaerob

akan membunuh parasit dan bakteri pathogen. Hingga pengolahan kotoran manusia

ini akan dapat menghindarkan penyebaran penyakit diare di kalangan penghuni

Asrama.

Limbah cair hasil akhir perombakan (effluent) tidak keluar permukaaan

karena langsung meresap kedalam tanah melalui sistem penyerapan dengan saringan

yang berlapis terdiri dari pasir, kerikil ijuk dan batu kali, dengan demikian air tanah

yang akhirnya masuk perairan umum (sungai) dalam keadaan bersih. Mekanisme

aliran air limbah melalui sistem resapan ini sangat mendukung program kali bersih

(prokasih)

Implementasi instalasi bio gas yang sekaligus pengolah kotoran manusia di

daerah padat penghuni kiranya dapat merupakan model percontohan dan terbuka

untuk lebih disempurnakan.


11/11

Daftar Pustaka

Erlangga. 2007. Energi Biru dari Kotoran Ternak.

http://elank37.wordpress.com/2007/12/15/energi-biru-dari-kotoran-ternak/

Lokakarya Agenda Riset Bidang Pangan dan Energi. 2008. Agenda dan Roadmap

Riset Pangan 2008-2012. Institut Pertanian Bogor, Bogor.

McGarry, M. G. and J. Stainforth. 1989. Compost, fertilizer and biogas production

from human and farm wastes in the Peoples Republic of China. IDRC-TS 8e.

Ottawa, Canada.

Sihombing, D. T. H., and S. Simamora. 1988. Biogas from biogical waste for rural

household in Indonesia. In. K. Abdullah, Bogor Agricultural University,

Indonesia and O. Kitani. Tokyo University Agriculture, Tokyo. Japan.

Simamora, Suhut. 1992. Studi Pembuatan Prototipe Instalasi Gas Bio Untuk Energi

dari Limbah Manusia di Pulau Jawa. LPPM Institut Pertanian Bogor, Bogor.

Stafford, A. D., D. L. Hawkes and R. Horton. 1978. Methane production from waste

organic matter. CRC Press, Inc. Boca Raton, Florida.

Sugiharto. 1987.Dasar-dasar pengelolalaan air limbah. Jakarta: UI Press.

Tugaswati, T. dan S. Nugroho. 1985. Dampak limbah pertanian terhadap kesehatan

Marga rakyat. dalam. Limbah Pertanian. Ed. T.G. Winarno, A. F. S.

Boediman, T. Silitonga dan B. Soewadi. Kantor Menteri Muda Urusan

Peningkatan Produksi Pangan, Jakarta.

Documents

Prospek Pemanfaatan Limbah Kotoran Manusia Di Asrama Tpb-ipb Sebagai Penghasil Energi Alternatif Bio Gas1