Hasil Penelitian Enjinering dan Lingkungan Tahun 2008

Enjinering & Lingkungan

Peneliti Enjinering & Lingkungan

Erwinsyah, S.Hut. MSc.
Dr. Luqman Erningpraja           
Bagus Yudianto, ST                 
M. Ansori Nasution, ST           
Henny Lydiasari, ST    
Vita Dhian Lelyana, ST

Pengolahan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit dengan Teknologi RANUT (Reaktor Anaerobik Unggun Tetap)

          Limbah cair pabrik kelapa sawit (LCPKS) pada umumnya diolah secara konvensional dalam kolam-kolam anaerobik dan aerobik untuk menurunkan COD (chemical oxygen demand) dari sekitar 45.000 ppm menjadi 250 ppm dan menurunkan BOD (biological exygen demand) dari 25.000 ppm menjadi 100 ppm. Pengolahan LCPKS dengan sistem kolam memerlukan waktu sekitar 90 s/d 120 hari dan membutuhkan areal yang cukup luas, sekitar 5 sampai 7 hektar. Penyebab utama lambatnya perombakan bahan organik di dalam LCPKS disebabkan oleh rendahnya rasio antara populasi mikroba dan bahan organik yang akan dirombak. Oleh karena itu untuk meningkatkan efisiensi perombakan, rasio tersebut perlu ditingkatkan.
          PPKS telah mengembangkan teknologi limbah untuk mendapatkan solusi terbaik dalam pengolahan LCPKS. Salah satu teknologi yang telah dikaji dalam skala pilot (kapasitas 10 m3), yaitu teknologi reaktor anaerobik unggun tetap atau dikenal dengan sebutan RANUT. Teknologi ini dikembangkan melalui peningkatan populasi mikroba perombak bahan organik yang terdapat dalam LCPKS. Ratio populasi mikroba dengan bahan organik ditingkatkan dengan cara menambahkan bahan pendukung (support material) yang terbuat dari plastik. Bahan ini berfungsi sebagai tempat  menempelnya mikroba anaerobik. Mikroba tersebut selanjutnya akan membentuk bio-film di permukaan bahan pendukung dan menjadi tempat berkembangbiak. Berdasarkan hasil penelitian, teknik ini sangat efektif dalam meningkatkan populasi mikroba dalam LCPKS, dimana ratio populasi mikroba dan bahan organik dapat ditingkatkan dengan waktu yang cepat. Penerapan teknologi RANUT ini dapat mempercepat waktu penahanan hidrolis limbah dari 120 hari menjadi 60 hari.
           Reaktor anaerobik terdiri dari dua reaktor, yaitu reaktor utama (main reactor) dan reaktor penyangga (buffer reactor). Reaktor utama berfungsi sebagai tempat terjadinya reaksi yang diinginkan (untuk menghasilkan gas bio), sedangkan reaktor buffer merupakan reaktor yang befungsi sebagai tempat tinggal sementara limbah cair. Kedua reaktor ini telah dilengkapi pompa umpan dan pompa sirkulasi. Reaktor anaerobik unggun tetap menerapkan sistem up-flow atau aliran ke atas dalam proses pengolahan limbahnya. Dalam proses ini, limbah yang telah dipisahkan dari lumpur, dipompakan dari bawah ke atas melalui reaktor yang telah diberi bahan pendukung. Limbah akan dirombak secara cepat oleh bakteri-bakteri anaerobik yang menempel pada bahan pendukung sehingga COD dapat diturunkan sampai 3000 ppm.
          Teknologi RANUT memiliki keunggulan, yaitu waktu pengolahan LCPKS sangat cepat, tidak memerlukan areal yang luas dan proses pengolahan berlangsung secara kontinu. RANUT juga termasuk salah satu “high rate anaerobic reactor” yang laju perombakannya lebih dari 30 kali dibandingkan dengan kolam limbah. Selain itu teknologi RANUT mendukung program zore waste, dimana limbah diolah secara green process (tanpa penambahan bahan kimia) dan limbah hasil proses reaktor dapat digunakan sebagai air penyiram untuk pengomposan TKS. Selama proses pengolahan LCPKS, reaktor juga menghasilkan gas bio (biogas), berupa gas metana yang dapat digunakan sebagai sumber energi yang ramah lingkungan.

Aplikasi Teknologi Membran untuk Pengolahan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit

         Beberapa inovasi teknologi pengolahan LCPKS telah dikembangkan dan diaplikasikan oleh PKS. Salah satu inovasi dalam pengolahan LCPKS adalah dengan menggunakan teknologi membran yang akan menghasilkan air dengan kualitas yang tinggi sehingga dapat dipakai sebagai air proses di pabrik.
          Penelitian ini ditujukan untuk mengetahui kondisi optimum membran ultrafiltrasi untuk mengolah LCPKS dengan umpan limbah berasal dari deoiling pond (COD berkisar antara 28.000-32.000 mg/l) yang terlebih dahulu disaring untuk menghilangkan padatan terlarut. Selanjutnya, LCPKS hasil saringan dipompa masuk kedalam membran dengan variasi tekanan trans membrane pressure (TMP) masing-masing sebesar 0,2; 0,4; 0,6 dan 0,8 bar dengan lama waktu pengoperasian selama 2 jam. Pengambilan sampel dilakukan setiap 10 menit selama proses ultra filtrasi. Berdasarkan hasil pengoperasian diperoleh penurunan COD terbaik yaitu pada pengoperasian TMP 0,4 bar dengan persentase penurunan sebesar 88,22%. Untuk penurunan Total Solid (TS) terbaik didapatkan pada pengoperasian TMP 0,6 bar yaitu sebesar 52,27%. Sedangkan penurunan Total Suspensed Solid (TSS) terbaik didapatkan pada pengoperasian TMP 0,6 bar yaitu sebesar 98,57%.
         Aplikasi teknologi membran ultrafiltrasi ini didisain sebagai unit yang dikombinasi-kan dengan teknologi RANUT untuk menghasilkan kualitas air limbah yang sesuai untuk dibuang ke badan air atau digunakan sebagai air proses di PKS.

Pemanfaatan Sel Elektrokoagulasi Pada Pengolahan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit
    Pengolahan limbah PKS di Indonesia didominasi oleh pengolahan limbah dengan kolam stabilisasi yang memerlukan area yang relatif luas. Pengolahan limbah PKS yang baru adalah aplikasi elektrokoagulasi untuk limbah PKS yang prinsipnya berdasar pada proses elektrokimia. Sel elektrolisis diterapkan untuk dapat mengubah energi listrik DC (direct current) untuk menghasilkan reaksi elektrolik. Setiap sel elektrolisis mempunyai dua elektroda, katoda dan anoda. Jenis elektroda yang digunakan pada penelitian ini adalah elektroda Aluminium yang berperan sebagai sumber ion Al3+ di anoda dan berfungsi sebagai koagulan dalam proses koagulasi-flokulasi yang terjadi di dalam sel tersebut. Sedangkan di katoda terjadi reaksi katodik dengan membentuk gelembung-gelembung gas hidrogen yang berfungsi untuk menaikkan flok-flok tersuspensi yang tidak dapat mengendap di dalam sel. Di dalam reaktor elektroda Alumunium menghasilkan koagulan Al2(OH)3 XH2O yang membawa flok dan padatan yang lebih berat ke dasar reaktor, sedangkan gas hidrogen yang dihasilkan membawa padatan tersuspensi yang lebih ringan ke permukaan cairan. Dengan berbagai variasi waktu tinggal dihasilkan penurunan COD mencapai diatas 90 persen dengan penurunan TSS dan TS mencapai di atas 60%. Penurunan ini berlangsung pada tegangan 3, 4 dan 5 Volt. Teknologi sel elektrokoagulasi ini dikembangkan untuk meningkatkan kinerja sistem pengolahan limbah cair PKS melalui peningkatan kecepatan proses pengolahan.

Teknologi Prasarana Jalan di Perkebunan

            Pelaksanaan konstruksi jalan di atas tanah lunak dengan metode geotekstil dapat menghindari terjadinya keruntuhan lokal karena rendahnya daya dukung tanah dasar. Timbunan badan jalan di atas tanah lunak akan mengalami penurunan yang besar dan kemungkinan runtuh akibat kurangnya daya dukung tanah lunak terhadap beban timbunan. Salah satu cara memperbaiki kondisi tersebut dengan menggunakan geotekstil yang digelar di atas tanah lunak sebelum pelaksanaan timbunan yang berfungsi sebagai perkuatan (reinforcement). Perkuatan ini hanya bekerja sementara sampai dengan daya dukung (bearing capacity) tanah lunak meningkat hingga cukup untuk mendukung beban di atasnya. Tahapan dalam perkuatan geotekstil yaitu lapisan tanah dasar, lapisan gelagar kayu, lapisan geotekstil dan lapisan permukaan.
           Perkuatan geotekstil ini juga mengalami penurunan muka jalan namun lebih kecil dibanding dengan perkuatan konvensional. Penerapan konstruksi ini mengalami penurunan setiap 3 bulan sebesar 50 cm.

Alat dan Mesin Penyebar Kompos

           Pupuk, baik pupuk organik maupun pupuk anorganik memegang peran penting dalam upaya peningkatan produktivitas tanaman kelapa sawit. Namun, banyak kendala yang dihadapi pada saat proses aplikasinya di lapangan, salah satunya adalah distribusi pemupukan yang tidak merata ke seluruh luasan kebun. Kondisi ini dapat mengakibatkan  pemupukan tidak efektif dalam meningkatkan produktivitas tanaman. Salah satu faktor yang menyebabkan pemupukan tidak merata untuk keseluruhan individu adalah faktor tenaga kerja. Hal ini dapat dipengaruhi oleh ketersediaan tenaga penebar, kemampuan fisik dan juga kondisi iklim.
          Untuk mengatasi permasalahan tenaga kerja penebar pupuk tersebut, PPKS dan PT. Perkebunan Nusantara IV melakukan rekayasa alat dan mesin penyebar pupuk. Mekanisme penggerak alat dan mesin (alsin) penyebar pupuk yang direkayasa tersebut didukung oleh tenaga hidrolik dan power take off (PTO) dari sebuah sumber daya berupa mesin traktor pertanian. Alsin penyebar pupuk ini memiliki kapasitas sekitar 500 kg dengan metode penyebaran spin system, yaitu bahan organik (kompos) didistribusikan ke tanaman kelapa sawit melalui sebuah spinner yang berfungsi untuk melemparkan pupuk, sedangkan jumlah dosis pupuk diatur oleh sebuah feeder tipe screw conveyor. Sebagai tempat penampungan pupuk digunakan hopper kapasitas 500 kg.

.

                                                                                                                                            selanjutnya.........