Serba-Serbi Bioreaktor UASB

Serba-SerbiBioreaktor UASB

Oleh Gede H. Cahyana

Bandung bisa disebut sebagai kota pionir, minimal di bidang lingkungan, khususnya pengolahan air minum dan air limbah. Bisa dimaklumi, sebab di Bandung ada perguruan tinggi yang didirikan oleh pemerintah Hindia Belanda pada tahun 1920, yaitu THS (Technische Hoogeschool te Bandoeng) yang menjadi ITB pada 1959. Belanda juga berkontribusi dalam pengolahan air limbah domestik berupa UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) pada akhir 1980-an di Jalan Suling, dekat SESKO TNI, Bandung. Bioreaktor ini diperkenalkan oleh Gatze Lettinga, pakar proses anaerob dari Universitas Pertanian Wageningen, Belanda pada 1970-an.

Mulai saat itu, proses ini banyak diterapkan untuk mengolah air limbah karena mampu membentuk sludge yang berat dan aktif hingga konsentrasi 100 g/L di zone bawah reaktor dengan mekanisme retensi dan separasi. Retensi terjadi di bawah reaktor akibat formasi biobutir dan separasi di bagian atas reaktor (alat separator). Juga karena mampu mengolah polutan aromatik seperti benzoat dan fenol. Artinya, diharapkan teknologi anaerob akan mampu mengolah segala jenis limbah industri kimia.

Konsep dasar

Sesuai namanya, air limbah dialirkan dari bawah ke atas (upflow) melalui stratifikasi selimut lumpur yang pekat di dasar reaktor menuju ke bagian encer di atasnya. Kecepatan tipikal aliran ke atas yang disarankan oleh Lettinga dan Hulshoff Pol (1991) adalah 1-1,25 m/jam meskipun sebaiknya kurang dari 1 m/jam. Bahkan Henze et.al., (1995) mencatat kisaran yang jauh lebih rendah yakni antara 0,01 - 0,15 m/jam. Sebagai pemisah fase padat/cair/gas, di bagian atas reaktor dipasang separator. Selain itu, juga diberi pengendap (internal settler) dengan regim aliran tenang dan laminer agar flok yang terbawa ke atas bisa kembali ke reaktor.

Secara konsep, UASB serupa dengan reaktor high rate yang lain yakni menahan biomassa secara swahenti (self immobilization) dengan cara membentuk agregat atau konglomerat atau aglomerat yang tersusun oleh sejumlah bakteri dengan fisiologi berbeda (konsorsium). Menurut Calleja et.al, 1984 (dikutip dari Grotenhuis, 1992) agregat mikroba adalah sekumpulan mikroba yang berhubungan karib (intimate contact) seperti flok, granule dan biofilm meskipun biofilm perlu media lekat. Jenis agregat pun dapat dibagi menjadi tiga (Dolfing, 1987 dikutip dari Palns et.al., 1990) yaitu flok (konglomerat berstruktur lemah), pellet (konglomerat berstruktur kuat dan berat) dan granule (pellet berupa butiran).

Dampak penahanan atau retensi dari swahenti, selain menambah aktivitas metanogeniknya juga memperbesar kecepatan endapnya sehingga waktu tinggal sel jauh melebihi waktu tinggal hidrolisnya. Atau dengan kata lain, terjadi pemisahan antara SRT dengan HRT sehingga dimensi unit pengolah dapat diperkecil dengan efisiensi relatif konstan.

Lettinga dan Hulshoff Pol (1991) menyusun konsep dasar UASB yaitu :

a. Sludge dapat mengendap dengan baik karena tidak ada pengadukan mekanis. Kalaupun ada, biasanya diaduk secara perlahan dan sesaat.

b. Sludge terdispersi akibat aliran biogas khususnya reaktor yang tinggi dengan beban organik besar namun dapat ditahan oleh separator di bagian atas UASB. Di sinilah biogas dilepaskan.

c. Sludge yang mengendap di settler difasilitasi agar dapat tergelincir ke ruang digester dan mengendap lagi meskipun melawan upflow dan turbulensi akibat produksi gas. Untuk pengembangan ke depan, UASB sebaiknya dilengkapi dengan unit clarifier terpisah (external clarifier) agar biomassa yang hanyut dapat diresirkulasi ke reaktor.

d. Agar scum layer pada permukaan air di ruang pengendap tidak hanyut maka perlu dipasang sekat (baffle) di depan pelimpah efluen.

Dengan ilustrasi di atas, nyatalah manfaat separator padat/cair/gas pada reaktor UASB.

Granulasi Bakteri

Telah dipaparkan, bakteri mengalami swahenti (self immobilization) pada reaktor karena mampu membentuk agregat (biobutir). Menurut de Zeew (1988), biobutir diidentifikasi pertama kali pada reaktor UASB bervolume 6 m3 antara tahun 1974 - 1976. Ia mengelompokkan biobutir menjadi tiga tipe, yaitu tipe A, biobutir sferis yang terutama dihuni oleh Methanothrix soehngenii; tipe B, biobutir tidak sferis yang berisi bakteri berfilamen dan biasanya melekat pada media, dan tipe C, biobutir sferis yang dihuni oleh Methanosarcina sp.

Formasi biobutir tersebut seperti dijelaskan oleh Sayed S.K.I (1987), sangat mudah terbentuk di air limbah yang kaya karbohidrat namun sulit pada air limbah rumah pemotongan hewan /pejagalan (slaughterhouse) sehingga UASB banyak digunakan untuk mengolah air limbah pabrik gula. Pendapat senada datang dari Palns et.al., (1987) ketika berhasil memperoleh biobutir berkecepatan endap tinggi dengan KPO yang juga tinggi. Air limbah yang diolahnya adalah apple juice yang dominan mengandung karbohidrat dan sedikit nitrogen (TKN/COD = 0,06).

Selain jenis air limbah, pembentukan dan stabilitas biobutir dipengaruhi juga oleh hidrolika aliran. Sedangkan ukurannya bergantung pada faktor suplai dan jenis nutrien, laju tumbuh, konsentrasi substrat, gaya gesekan (shear force) dan presipitat inorganik seperti besi sulfida dan kalsium fosfat atau adesi antar bakteri. Kehilangan kalsium dapat melemahkan biobutir atau bahkan menghancurkannya (disintegrasi). Telah dibuktikan, ukuran biobutir makin besar pada beban substrat yang tinggi dan mengecil bahkan mudah pecah pada beban rendah. Dengan demikian, terjadi sinergisme antara beban organik dengan ukuran biobutir.

Sedangkan keterendapannya (settleability) bergantung pada ukuran dan densitasnya. Pada UASB yang digunakan oleh Palns et.al., (1987), masa jenisnya (densitas) mencapai 30 - 80 kg/m³. Densitas ini pun ditentukan oleh gas dan kandungan mineral atau presipitat inorganik di dalamnya (Hulshoff Pol, 1986) seperti CaCO₃, MgNH₄PO₄ dan sulfida. Dengan kata lain, tergantung pada komposisi air limbah, kehadiran zat inorganik dan umur lumpur. Jadi trace mineral berpengaruh kuat terhadap pembentukan biobutir. Akibatnya, kadar abu (mineral) biobutir sangat bervariasi. Jika banyak mengandung mineral Fe, Ni dan Co-sulfida maka warna sludge-nya menjadi hitam.

 Zonasi lumpur

Karena pengaruh gaya gravitasi maka secara alami akan terjadi pelapisan (stratifikasi) konsentrasi lumpur di dalam reaktor. Logikanya, konsentrasi terpekat ada di bagian bawah dan terendah di bagian atas. Inilah kenyataannya. Adalah Palns et. al., (1987, 1990) yang membagi lapisan lumpur UASB, didasarkan pada kinerjanya saat mengolah air limbah apple juice, dengan karbohidrat (gula) sebagai senyawa dominan. Selain mendukung pola alirannya berupa plug flow karena tidak ada pengadukan (intermixing), grup dari Universitas Cape Town, Afrika Selatan ini pun merincinya menjadi tiga zone diferensiasi yang mengacu pada ada tidaknya konversi propionat menjadi asetat.

Definisi batas atas zone aktif bawah menurut Grup Cape Town ini adalah ketinggian lumpur (bed) di mana konsentrasi propionat mencapai nilai maksimum. Sedangkan batas atas zone aktif atas adalah ketinggian lumpur di mana propionat, COD dan organik nitrogen mencapai angka relatif stabil. Selebihnya, disebut zone lamban. Meskipun demikian, sludge bed di zone lamban tetap berfungsi sebagai cadangan atau penyangga (buffer) jika ada peningkatan beban (loading rate). Sejumlah karakteristik zonasi tersebut telah diidentifikasi seperti di bawah ini.

a.       Zone aktif bawah / ZAB (lower active zone) dengan karakteristik :

·         konsentrasi asam propionat mencapai nilai maksimum

·   konsentrasi asam asetat juga maksimum namun lajunya lebih rendah daripada asam propionat.

·         terjadi reduksi COD terlarut hingga 50 % dari nilai COD umpan

·         konsentrasi amonia turun ke nilai minimum

·         konsentrasi organik nitrogen naik hingga maksimum

·         metanogen hidrogenotrofik menghasilkan CH₄ dari H₂/CO₂

·         konversi asetat oleh metanogen asetoklastik menjadi CH₄ dan CO₂

·      alkalinitas total turun hingga harga minimum sehingga harus ada suplai bikarbonat agar pH tidak rendah

·         terjadi penurunan pH

·   tekanan parsial H₂ tinggi namun produksi netto (yield) gram VSS per gram COD tersisihkan juga tinggi (karbohidrat mencapai 36 %)

Pada zone aktif bawah tersebut, kenaikan konsentrasi asam propionat menandakan tekanan parsial H₂ relatif tinggi. Sedangkan penurunan angka COD yang tinggi bahkan mencapai 50% atau lebih mengindika-sikan ada produksi CH₄ di ZAB. Agar prosesnya berlangsung dengan baik maka dibutuhkan alkalinitas yang cukup untuk antisipasi CO₂ dan asam-asam volatil. Di zone inilah kebutuhan alkalinitasnya tertinggi dibandingkan dengan zone yang lain.

b.       Zone aktif atas / ZAA (upper active zone) dengan karakteristik :

·         konsentrasi asam propionat dan asetat turun ke harga minimum

·         COD terlarut relatif stabil pada konsentrasi minimumnya

·         konsentrasi amonia bebas relatif konstan

·         terjadi kenaikan pH ke angka yang stabil

·   tekanan parsial H₂ turun sehingga asam propionat dapat dikonversi menjadi asetat kemudian menjadi CH₄ oleh asetogen.

·         bakteri asetoklastik mengkonversi asetat menjadi CH₄ dan CO₂

Pada ZAA, konsentrasi asetat dan propionat cenderung turun. Penurunan konsentrasi propionat menandakan tekanan parsial H₂ sudah turun sehingga propionat dapat diubah menjadi asetat oleh asetogenesis yang selanjutnya diubah menjadi CH₄ dan CO₂ oleh metanogenesis.

Agar tidak ada akumulasi asam propionat maka reduksi tekanan parsial H₂ harus dimulai di ZAB khususnya pada titik di mana konsentrasi propionat maksimum. Tujuannya, agar di ZAA terbentuk asetat yang kemudian diubah menjadi CH₄. Dengan cara ini konsentrasi asam propionat dan asetat akan turun di ZAA sehingga mereduksi asiditas, menambah alkalinitas dan pH pun ikut naik.

c.       Zone lamban / ZL (upper inactive zone) dengan karakteristik :

·         konsentrasi biomassa lebih encer dibandingkan dengan zone lainnya.

·         tidak ada konversi substrat atau COD yang signifikan

·         tidak ada reaksi biokinetika yang signifikan

Kinerja UASB

Sejak ditemukan, reaktor UASB telah diterapkan dan diteliti di seluruh dunia. Penyebabnya adalah fleksibilitas aplikasinya terhadap variasi jenis air limbah, variasi beban COD dan kecepatan pembebanan organik termasuk variasi temperatur mulai kisaran psikrofilik, mesofilik hingga termofilik.

Kinerjanya telah teruji dalam mengolah air limbah mulai beban 5 g/L hingga 20 g/L COD dengan kecepatan pembebanan organik antara 0,5 hingga 150 kg/m³.hari. Efisiensi yang dicapai antara 70 - 95% dengan waktu tinggal hidrolis mulai ½ hingga 24 jam (van Lier, 1995 dan Lettinga dan Hulshoff Pol, 1991). Karena itulah maka selama dua puluh tahun pertama setelah ditemukan, telah dibuat 300 instalasi UASB di seluruh dunia, termasuk di Indonesia untuk mengolah bermacam air limbah khususnya air limbah makanan dan minuman (Lettinga dan Hulshoff Pol, 1991).

Sebagai contoh, untuk mengolah air limbah karbohidrat, UASB tak tertandingi meskipun ada dua masalah utama dalam operasinya yaitu COD influennya tinggi tetapi alkalinitasnya rendah sehingga menyebabkan pH-nya berkisar antara 6,2 - 6,6. Kekhususan lain limbah karbohidrat adalah kebutuhan waktu start up-nya relatif singkat seperti UASB pengolah limbah pabrik bir (brewery) di Durban Afrika Selatan yang hanya butuh waktu tiga bulan. Efisiensi penyisihan COD-nya mencapai 80% dengan kecepatan pembebanan organik 5,4 kg/m³.hari dan VSS di ZAB mencapai 90 g/L sedangkan di ZAA 10 g/L.

Menurut Lettinga (1983), kisaran reduksi COD pada UASB flokulen adalah 50 - 60% pada temperatur 15 – 19 ^oC dan HRT 8 jam. Sedangkan pada UASB granular kisarannya 45 - 75% pada T > 12 ^oC dan HRT 8 jam. Jika kadar substrat cukup rendah (200 - 700 mg/L) maka reduksi COD hampir sempurna, 95% yang terjadi pada 30 ^oC dan HRT 10 jam. *

ReadMore »

David Kuper, Tuan Sampah di Temesi, Gianyar Bali

David Kuper, Tuan Sampah diTemesi, Gianyar Bali

Oleh Gede H. Cahyana

Perawakannya, seperti umumnya bule, tinggi besar. Lumayan fasih berbahasa Indonesia, minimal kita bisa menafsirkan apa maksud ucapannya. Ia adalah David Kuper, orang Swiss yang menjadi Tuan Sampah di Gianyar Bali, tepatnya di Desa Temesi. Kini Temesi dikenal sebagai TPA (Tempat Pemrosesan Akhir) sampah. Awalnya, Temesi ini bukanlah dimaksudkan sebagai TPA dalam arti landfill, melainkan sebagai lokasi pengomposan (composting). Kegiatan inilah yang memperoleh penghargaan dari UNEP (United Nations Environment Programme) pada tahun 2008 dan meraih Adipura di bidang Manajemen Persampahan dari Presiden RI pada tahun yang sama.

Kekhasan TPA Temesi adalah pengomposan secara aerob menggunakan blower besar dan saluran pipa udara bagai belalai gajah yang menjuntai ke dalam timbunan sampah organik. Karena inilah maka bau busuk khas sampah tidak terlalu kuat di sekitar bangunan pengomposan. Bahkan tidak tercium bau. Berbeda halnya kalau pengomposan dilaksanakan secara anaerob atau aerob alamiah, baunya asam-busuk khas sampah masih tercium hidung. Tumpukan kompos tampak membukit di ruang composter, berada di belakang bangunan display (pameran) pendidikan lingkungan.

Menurut keterangan Mr Sampah, yaitu Pak David, fasilitas pengomposan ini dimulai pada 2004 di lahan seluas 400 m2. Pada tahun 2009 area ini meluas menjadi 5.000 m2 dengan produksi kompos 60 ton perhari. Diperkirakan 10 persen sampah yang masuk ke area TPA Temesi ini menjadi residu yang dibuang ke landfill. Namun demikian, kalau dilihat mekanisme operasional di lapangan, tepatnya ketika saya berkunjung ke Temesi pekan lalu, TPA ini belum bisa disebut sebagai controlled landfill, apalagi sanitary landfill. Tidak ada penutupan dengan tanah penutup di zone yang sudah penuh. Hanya tampak pipa-pipa gas vertikal saja. Di zone sebelahnya, yaitu zone aktif, sampah juga dibuang begitu saja oleh truk dan tidak dilapisi tanah penutup harian atau lima harian. Bahkan tidak tampak penerapan sel per sel dan lapis per lapis layaknya sanfil. 

Berkaitan dengan pengoperasian fasilitas pengomposan ini, David Kuper mengatakan bahwa dia dan timnya sedang membuat proposal biaya kepada pemerintah setempat. Hingga pekan kedua Agustus 2013, dana operasional sudah susut sehingga petugas atau pegawai pemilah sampah dan pengomposan diberhentikan sementara. Selain itu, sejumlah pegawai juga pulang mudik ke Jawa dan daerah sekitarnya di Bali. Sebagai inisiator pengelolaan sampah di Temesi, David pun menyatakan bahwa TPA untuk menampung residu dari pemilahan sampah di Gianyar ini bukanlah sanitary landfill melainkan berupa open dumping.

Hanya saja, karena kurang cek dan ricek, banyak yang berkata bahwa TPA Temesi berupa sanitary landfill. Hal ini terjadi karena dipengaruhi oleh penghargaan Adipura dan penghargaan dari UNEP kepada fasilitas composting di Temesi yang dilakoni oleh David Kuper, Sang Tuan Sampah di Temesi, Gianyar. Sekali lagi, yang mendapat penghargaan adalah fasilitas aerobic composter-nya, bukan landfill-nya yang berupa open dumping. Semoga tulisan ini bermanfaat dan dapat meluruskan berita dan anggapan yang salah yang luas beredar di kalangan akademisi, ahli, praktisi, dan pegawai di berbagai Dinas Kebersihan, Tataruang (Tata Ruang) dan Cipta Karya di Indonesia. *

ReadMore »

Evolusi, Kelirumologi Biotek Anaerob

Rentang sejarah bioteknologi anaerob sangat panjang. Berbagai tipe raktor telah dibuat dan banyak yang gagal, tinggal namanya saja. Namun, banyak juga yang berhasil dan menjadi cikal perkembangan biotek anaerob selanjutnya. Awalnya, bioreaktor ini dianggap buruk kinerjanya. Lalu, pada awal tahun 1970-an, mulai ditemukan teknologi yang membuat proses anaerob mampu ditandingkan dengan proses aerob. Malah laju aplikasinya melesat di banyak negara. Sejumlah keunggulannya adalah hemat lahan, rendah timbulan sludge, dan penghasil energi listrik. 

Kata kunci: bioteknologi, anaerob, kelirumologi, swahenti

Kilas Balik

Sebelum tiba pada era reaktor modern, telah panjang sejarah perkembangan proses anaerob. Oleh sebab itu, ada banyak data yang berbeda utamanya soal tahun penemuan atau pembuatan unit pengolah yang ditulis di jurnal, paper dan/atau buku. Juga, bisa saja ada negara yang sudah menerapkannya, tetapi tak terpantau, tak ditulis atau tak dipublikasikan. Karenanya, kapan, di mana dan siapa yang pertama kali menerapkannya masih bisa diperdebatkan. Artinya, kronologis catatan itu, termasuk yang direkam di artikel ini bisa berubah setiap saat mengikuti temuan baru.

Historisnya, bioteknologi (singkat: biotek) pengolahan air limbah secara anaerob berkembang lebih awal daripada proses aerob. Namun demikian, di banyak negara termasuk Indonesia, justru proses ini jarang diterapkan di industri maupun domestik komunal. Indikatornya, jumlah unitnya sangat sedikit dibandingkan dengan proses aerob. Bahkan ada kesan, banyak yang “alergi” terhadap proses yang sesungguhnya potensial ini. Lalu, siapa yang salah? Barangkali sejarahlah (atau si pembuat sejarah, para desainer) yang salah. Sebab, selama ini ia hanya didesain untuk mengolah lumpur (sludge) dari klarifir primer dan sekunder proses aerob dan limbah ternak (manure).

Lepas dari “dosa sejarah” itu, proses metanogenesis sudah lama diketahui. Tahun 1776, fisikawan Italia Alessandro Volta, telah mengidentifikasi metana dari busukan sedimen danau (Nyns, 1986; Leiderberg, 1992). Selain itu, semua habitat archae atau metanogen adalah sumbernya. Mulai dari sludge digester, perut hewan, rumen, sanitary landfill, tangki septik, cubluk, sawah, genangan hingga ke sumber air panas dan geotermal. Gas yang tak larut di dalam air (insoluble) ini, atom karbonnya hanya satu dan dinamai pula gas rawa (marsh gas) karena sering muncul di rawa-rawa. Yang terpenting dari gas ini adalah potensi energinya yang tidak kalah dengan energi surya ataupun mikrohidro dalam hal penyediaan energi murah.

Meski begitu, hampir seabad kemudian proses ini baru dipraktikkan untuk mengolah lumpur dan air limbah. Aplikasinya yang relatif lama itu diawali oleh Mouras automatic scaverager pada 1860 di Prancis. Reaktor yang didesain oleh Louis H. Mouras ini, tulis Wang (1994), adalah digester (pencerna) lumpur pertama di dunia. Lalu pada 1895, Donald Cameron membuat tangki septik pengolah lumpur di Exeter, Inggris. Dialah identifikator pertama metana dari unit pengolah limbah dan energinya itu digunakan untuk penerangan di sekitar instalasinya.

Seiring dengan perjalanan waktu, implementasi tangki septik tadi kian luas dan mampu mengurangi masalah polusi pada saat itu, terutama dari air limbah dan sludge domestik. Tapi karena berupa desain awal atau prototipe maka muncul juga masalah yang disebabkan oleh gas yang dihasilkannya. Pasalnya, gas yang kemudian disebut biogas itu ikut mengapungkan padatan tersuspensi atau bioflok bakteri yang telah dan akan mengendap sehingga melayang di muka air. Juga terbentuk busa kehitaman, berisi material tak terolah (indigestible). Bahkan endapan di dasar tangki pun ikut melayang sehingga merusak mutu efluennya. Inilah sebabnya mengapa para desainer berupaya keras mencarikan solusinya. 

Empat tahun kemudian, pada 1899, Harry Clark punya ide, yakni memisahkan tangki sedimentasi dengan tangki digester. Hasilnya, kinerja proses meningkat karena mampu mereduksi resuspensi lumpur dan bioflok. Selanjutnya pada 1904 di Hampton Inggris dibangun ‘dual-purpose tank’, yaitu separasi tangki sedimentasi dengan tangki pengolah lumpur (digester). Pada Travis hydrolytic tank ini, air limbah masuk ke hydrolysing chamber yang berperan sebagai digester. Adapun padatan tersuspensinya (suspended solid) diendapkan di saluran atau kanal (channel). Kedua ruang itu dipisahkan oleh sekat (baffle).

Pada tahun itu juga, Dr. Karl Imhoff dari Jerman membuat ‘dual-purpose two-story tank’ yakni pemisahan ruang sedimentasi dengan ruang hidrolisis (hydrolysing) atau digester. Tangki yang dipatenkan dengan nama Imhoff tank ini, juga dianggap pionir separasi tangki sedimentasi dengan digester. Dengan hanya satu unit reaktor, ia punya dua ruang (bikamar) yang fungsinya berbeda. Karena jasanya itulah, nama penemunya dijadikan nama jalan di Bandung, Jalan Imhoff Tank di dekat instalasinya yang dibangun pada zaman penjajahan Belanda. Kini rangkanya masih bisa dilihat di dekat jalan itu, berbaur dengan pemukiman.

Semua unit pengolah yang dipaparkan di atas terfokus pada pengolahan lumpur atau padatan tersuspensi dari limbah domestik. Sebab, hingga ujung abad ke-19 itu memang belum banyak ada industri sehingga kasus polusi air lebih banyak disebabkan oleh air limbah domestik. Selain itu, juga karena tingkat polusinya tidak separah sekarang sehingga masih tertangani dengan teknologi klasik. Begitu pun pengolahan limbah kotoran ternak dengan digester, idenya dipioniri oleh Ducellier dan Isman dari Prancis pada tahun 1941.

Adapun yang dianggap pionir dalam bidang pengolahan air limbah domestik (jadi bukan padatannya) adalah Scott-Moncrieff di Inggris pada 1891. Tangki pengolahnya terdiri atas dua kompartemen, bagian atas dan bagian bawah. Segmen atas diisi batu sedangkan bagian bawahnya dibiarkan kosong. Aliran airnya dari bawah ke atas, melewati sela-sela batu yang sekarang dikenal dengan porositas reaktor. Boleh jadi, inilah ide awal dari filter anaerobik yang dibuat oleh Young & McCarty delapan puluh tahun kemudian, awal 1970-an.

Tipe reaktor selanjutnya dibuat oleh Winslow dan Phelps pada 1910. Pada reaktor ini telah ada sentuhan inovasi dari pendahulunya berupa bentuk kerucut. Tangki kerucut yang dinamai “biolytic” ini, digunakan untuk mengolah air limbah domestik yang dialirkan dari bawah ke atas (upflow), melewati lapisan atau selimut (blanket) lumpur. Dengan waktu tinggal (residence time) yang singkat, hanya 8,5 jam, penyisihan padatannya menyamai tangki septik. Seperti halnya filter anaerob buatan Young & McCarty, dapatkah reaktor ini disebut sebagai ide awal dari UASB (upflow anaerobic sludge blanket) yang dikembangkan Lettinga dkk pada 1970-an di Belanda?

Selanjutnya, di sektor air limbah industri, menurut Henze, et.al (1996), IPAL pertama di dunia dibuat tahun 1929 di Slagelse, Denmark. Reaktor klasik dengan proses Anaerobic Contact ini digunakan untuk mengolah air limbah pabrik ragi (Danish Destillers). Perkembangan selanjutnya, ia digunakan juga untuk air limbah pabrik gula dan minuman. Di Kopenhagen misalnya, pada 1970 dibangun Kontak Anaerob (Contact Anaerobic Reactor) yang unit sedimentasinya difasilitasi dengan lamella atau lembar pengendap. Ketika bukunya terbit tahun 1996, IPAL itu masih berfungsi dengan baik.

Sampai 1950, sejarah perkembangan dan inovasi reaktor anaerob kian banyak saja yang semuanya demi perbaikan proses dan mutu efluennya. Juga mulai dikenal dasar-dasar proses, teknik kendali, desain tangki dan peralatannya. Karenanya, setelah yakin pada kelebihan digester bikamar itu dirancanglah digester laju tinggi (high rate) yang diterapkan secara luas. Tapi sayangnya, seperti disebut di atas, digester cepat itu hanya digunakan untuk mengolah lumpur. Tak diperluas untuk mengolah air limbah sehingga menjadi sejarah kelam bagi perkembangannya di kemudian hari. Baru pada pasca 1950, lewat riset di sejumlah digester anaerob, karakteristik biokimia dan mikrobiologinya kian dipahami, di antaranya kondisi lingkungan (temperatur, pH) dan biodegradabilitas (keterolahan secara biologi) zat organik.

Apa yang dibahas di atas adalah rentetan evolusi reaktor klasik konvensional yang kecepatan olahnya masih rendah atau digester lambat. Karenanya, upaya perbaikan pun terus dilakukan. Schroepfer, misalnya, pada tahun 1955 meresirkulasi endapan lumpur (biomassa aktif) yang ada di unit sedimentasi. Kemudian Stander pada 1966 membuat Clarigester, dilengkapi dengan settler agar biomassa aktifnya tidak hanyut. Akhirnya tahun 1970 dan sesudahnya, kesulitan operasi teratasi setelah hadir inovasi proses anaerob laju tinggi. Reaktor inovatif itu adalah Anaerobic Filter (Young, McCarty, 1969), UASB (Lettinga, 1979), Fluidized Bed (Jerish, 1982), Expanded Bed (Jewel, 1979, Switzenbaum, 1980, Speece, 1983), Baffled Reactor (Bachmann et al., 1985), dan Anaerobic Rotating Biological Contactor (Friedman, 1980). 

Kecuali UASB, semua reaktor tersebut menggunakan media (carrier) sebagai tempat melekat bakteri. Jadi, berupa reaktor pertumbuhan lekat (attached growth). Khusus Anaerobic Filter aliran ke atas (upflow), kekurangannya adalah ada peluang penyumbatan (clogged) pada ruang antarmedia (porositas reaktor) dan endapan lumpur di dasarnya. Melihat hal itu, muncullah inovasi anyar. Genung (1985) memodifikasinya menjadi reaktor bastar atau hibrid yang bagian atasnya untuk pertumbuhan lekat sedangkan ruang di bawahnya untuk pertumbuhan tersuspensi.

Yang unggul dan banyak diterapkan sekarang di industri adalah reaktor inovatif itu. Ia juga dinamai reaktor nir-konvensional atau modern karena merujuk pada kecepatan olahnya yang sangat tinggi. Bukan hanya itu, reaktor modern ini pun mampu mengolah air limbah yang mengandung zat toksik atau senyawa recalcitrant seperti chlorinated aliphates, chlorinated aromates, nitroaromates dan zat xenobiotik lainnya. Sebab itulah ia disebut sebagai teknologi yang terjamin (a proven technology), menjadi tumpuan harapan pada basis pendekatan ujung pipa (the end of pipe), sebagai pelengkap pendekatan teknologi bersih (clean technology). Kedua pendekatan itu, mau tak mau, mesti diakomodasi oleh kalangan industri.

Keunggulan Anaerob

Dibandingkan dengan proses aerob, ada sejumlah kelebihan atau manfaat dari proses anerob dalam pengolahan air limbah. Speece (1996) berhasil mengompilasinya menjadi beberapa poin. 

(1). Stabilitas proses.

Meskipun kondisi lingkungannya bervariasi, kalau proses mampu menghasilkan swahenti biomassa maka akan dicapai proses yang stabil. Yang bisa melakukan itu adalah reaktor anaerob modern dengan biomassa berujud ganular (biobutir) dan slime (fixed film). Selain itu, mesti dipenuhi juga kebutuhan mineral runutnya (trace). 

(2). Reduksi volume lumpur dan luas lahan

Salah satu masalah krusial dalam proses aerob adalah volume lumpurnya yang sangat besar. Untuk membuangnya perlu biaya dan lahan. Sedangkan lumpur proses anaerob sedikit sekali, biayanya hanya 10% dari biaya penanganan lumpur proses aerob. Dengan demikian, hemat biaya dan lahan. 

(3). Beban organiknya besar

Kecepatan pembebanan organik yang mampu dicapai proses anaerob adalah 3,2 - 32 kg/m3.hari. Sedangkan yang aerob hanya 0,5 - 3,2 kg/m3.hari. 

(4). Potensi energi.

Kalau proses aerob membutuhkan energi untuk aerasinya, proses anerob justru menghasilkan energi. Per 1.000 kg COD yang diubah menjadi metana dihasilkan tak kurang dari 12 juta BTU. Dan ini potensial buat energi listrik, minimal di instalasinya.

Kelirumologi

Pada “Kilas Balik” di atas telah dipaparkan evolusi reaktor anaerob dan mengapa perkembangannya demikian lamban sehingga popularitasnya dikalahkan oleh proses aerob. Dari paparan itu dapat diketahui bahwa dominasi unit pengolah ketika itu adalah reaktor pengolah lumpur saja (digester). Dengan demikian, kalau dicari biang keladi dari stagnasi proses ini, ia tak lain dari unit pengolah lumpur anaerob (anaerobic sludge digester). Inilah yang dianggap memunculkan pandangan keliru terhadap keandalan proses anaerob dalam mengolah air limbah (wastewater).

Sejumlah parameter keliru yang biasanya dijadikan tolok-ukur atau tolok-banding proses ini dengan proses aerob, dibahas berikut ini. 

(1). Efisiensi.

Hingga 1970-an, selain limbah ternak, proses anerob pun banyak diterapkan untuk mengolah lumpur IPAL aerob yang menggunakan lumpur aktif (activated sludge) dan modifikasinya. Sebab itulah istilah yang digunakan digestion (pencernaan) dan bukan treatment (pengolahan). Sebagai reaktor klasik, tentu saja kemampuan digester sangat rendah dalam mengolah limbah sehingga kalau efisiensinya dibandingkan dengan IPAL aerob, pasti kalah. Perbandingan seperti ini, menurut pakar pengolahan air limbah Henze et.al., (1995), sungguh tidak tepat. Digester anaerob tidak sama dengan pengolahan air limbah anaerob. Karena itu, menjadi tidak comparable jika dibandingkan dengan pengolahan air limbah secara aerob.

Pada pengolahan air limbah, lanjut pakar dari Denmark itu, sebagian besar zat organik dalam keadaan terlarut (dissolved organic) dan waktu tinggal hidrolisnya (hydraulic retention time) sangat jauh berbeda (uncoupled) dengan umur lumpurnya (sludge age). Sedangkan pada digester lumpur, baik yang prosesnya aerob maupun anaerob, didominasi oleh zat organik berupa suspensi bakteri dan waktu tinggal hidrolisnya sama dengan umur lumpur. Maka, ia pun dianggap tidak efisien karena lumpur memang lebih sulit diolah daripada zat organik terlarut. Dari sinilah kesan itu muncul bahwa proses anaerob sangat lamban dalam mendegradasi pencemar organik jika dibandingkan dengan proses pengolahan air limbah aerob. 

(2). Stabilitas

Selain masalah mikrobiokimia, ketakstabilan digester anaerob juga banyak terjadi lantaran salah mendesain reaktornya. Misalnya, terjadi banyak ruang nirguna (dead space) di dalam reaktor. Atau karena kurang pengadukan sehingga terjadi arus pendek (short circuiting). Akibatnya, belum sempurna air limbah diolah sesuai dengan waktu tinggal hidrolis yang didesain, sudah langsung menuju outlet (titik keluar). 

Selain itu, juga karena hingga akhir 1960-an, karakteristik bakteri pengendali prosesnya belum banyak terungkap. Metanogen, bakteri yang berperan kunci pada proses itu ternyata sangat sensitif terhadap perubahan kondisi lingkungan: temperatur dan pH. Inilah sebabnya kenapa archae, nama yang lebih tepat untuk metanogen, menjadi terganggu pada temperatur kurang dari 20^o C dan pH kurang dari 6,0 atau jika fluktuasinya terlalu lebar. Pandangan keliru juga terjadi karena, menurut Speece, tidak paham prinsip dasar proses atau tidak benar desain dan/atau operasinya. Dari fakta yang dikumpulkannya, reaktor konvensional hasil observasinya banyak yang salah desain sehingga laju atau kecepatannya rendah.

Juga banyak yang keliru membandingkan efisiensi digester anaerob pengolah lumpur dengan reaktor pengolah air limbah aerob. Yang disebut kedua adalah pengolah zat organik terlarut di dalam air limbah. Sedangkan digester anaerob adalah pengolah lumpur dari proses aerob dan yang berasal dari klarifir pertama. Memang lebih sulit daripada mengolah zat organik terlarut. Inilah cikal-bakal, mengapa proses anaerob dikatakan proses yang tak efisien. Padahal, digester aerob pun kurang efisien jika dibandingkan dengan pengolahan air limbah aerob. Sesungguhnya, proses anaerob dapat didesain untuk mengolah zat organik terlarut secepat atau bahkan lebih cepat daripada proses aerob, dengan KPO (kecepatan pembebanan organik, organic loading rate) tinggi.

Kekeliruan selanjutnya berkaitan dengan termodinamika proses. Perolehan energi oleh mikroba anaerob sangat sedikit dari reduksi zat organiknya. Makanya muncul salah tafsir, bahwa proses ini rendah laju penyisihannya. Mikroba aerob memang mampu mendapatkan energi yang lebih banyak pada zat yang sama daripada yang anaerob. Dari gula misalnya, yang aerob mampu mendapatkan energi 14 kali lebih banyak daripada yang anaerob. Terasa, mikroba anaerob kurang efisien dibandingkan yang aerob.

Tapi sebenarnya, ini tidak berdampak pada kinetika pengolahannya. Dari sisi pengolahan, ada dua akibat, yaitu mikroba aerob menghasilkan lebih banyak lumpur per satuan zat yang terolah. Lantas, energi yang tidak diperoleh mikroba anaerob, hasilnya pada pembentukan metana. Karena kerapkali lumpur menimbulkan masalah maka jumlahnya yang rendah adalah keuntungan proses anaerob, selain sebagai sumber energi murah.

Penutup

Biotek anaerob dimulai dari reaktor yang tidak diminati teknologinya. Namun, dalam perubahan zaman, justru menjadi reaktor yang menjanjikan. Ini didukung lagi oleh reaktor semacam UASB, filter anaerobic dan hybrid. Dalam reaktor tersebut, banyak dijumpai keunggulannya dibandingkan proses aerob. Kuncinya adalah publikasi dengan cara menyebarluaskan teknologinya.

ReadMore »

Jalan Tol di Bali, Mimpi Menjadi Nyata

JalanTol di Bali, Mimpi Menjadi Nyata

Oleh Gede H. Cahyana

Awal tahun 1980-an, tak terbayang bagaimana rasanya lewat di jalan tol. Waktu itu hanya ada tol dengan akronim Jagorawi: Jakarta Bogor Ciawi dan hanya dapat disaksikan lewat TVRI, satu-satunya stasiun televisi di Indonesia. Begitu juga ketika jalan tol Panci (Padalarang - Cileunyi) dibangun, tak terbayang juga bakal ada jalan tol di Bali. Sebabnya hanya satu, Bali hanyalah pulau kecil dan fokus di sektor wisata budaya dan alam, bukan sektor industri dan perdagangan. Kini pendapat itu harus diralat. Bali sudah punya jalan tol relasi Benoa, Ngurah Rai, Nusa Dua dengan akronim Beranu. Atau bisa juga diakronimkan menjadi Baruna, yaitu Dewa Baruna atau Brahman yang menguasai laut. 

Tol Beranu terdiri atas dua bagian, yaitu bagian jalan yang berada di darat dan bagian jembatan yang membentang di atas laut dangkal di Tanjung Benoa. Namun demikian, panjang pasti setiap ruas tol tersebut belum dipublikasikan resmi, hanya berdasarkan berita saja. Ada yang menyebut 12,7 km, ada 12,9 km, ada 12,5 km dan kurang lebih 10 km “melayang” di atas laut. Ciri uniknya, selain sebagai jembatan tol terpanjang di Indonesia, jalan – jembatan tol ini boleh dilewati sepeda motor di jalur khusus. Tarifnya, untuk tahap perdana ini adalah Rp10.000 untuk roda empat dan Rp4.000 untuk roda dua. Tapi baru saja ada "bocoran" bahwa tarif ini gak bakal segitu atau bukan di angka itu. Bisa naik, bisa turun. Duh Pak Menteri, kalau mahal, yang lewat tol bakal mikir-mikir dulu, jadi... tetap macet dech seperti sekarang. 

Harapan warga, tentu saja, Jajem (Jalan Jembatan) Tol Beranu (atau Baruna) ini tidak macet seperti tol Jakarta - Bandung. Waktu tempuh yang dua jam saat padat antara Denpasar – Nusa Dua bisa dipersingkat menjadi 15 - 20 menit saja. Selama perjalanan, mangrove pun, bahkan Ronaldo ikut menjadi dutanya, menjajakan kehijauannya dan ombak – riak membentur bibir pantai. Satu hal lagi, andaikata ada dua rest area di tengah laut, tentu tol ini akan menjadi eksotis. Minimal satu rest area dari arah berbeda yang lokasinya dipilih di tengah ruas tol dan di sepertiga panjang tol. Dua lokasi berbeda ini akan memberikan pemandangan khas laut dan desir angin serta seliweran pesawat di langit biru dan kapal, perahu nelayan di horison. Suara burung Camar ketika menunggu sunset, seruputan kopi dan teh hijau, jepretan kamera, dan desahan wisatawan penikmat alam, woww …, adakah ia, rest area ini? Peluang bisnis superlaris. Pemodal besar sudahkah melirik peluang ini? Atau, jangan-jangan, Jajem Beranu menjadi unik karena tanpa rest area. Betulkah? 

Ternyata, sesuatu yang dianggap “gak mungkin” pada masa lalu, seperti kehadiran jalan tol di Bali, kini menjadi nyata. Bali boleh berbenah lagi dengan Jajem Tol Baruna: Benoa, Ngurah Rai, Nusa Dua? *

ReadMore »

Vetiver Bukan Penyanyi Dangdut

Vetiver Bukan Penyanyi Dangdut

Oleh Gede H. Cahyana

Lagu Sedang-Sedang Saja pernah melambungkan artis Vety Vera menjadi penyanyi nasional “new comer” berbakat pada dekade 1990-an. Tetapi…., (si)-apakah sesuatu yang bernama Vetiver itu? Ia memang tinggi, tak hanya melambung, bahkan “melangit”. Ia tinggi menjulang dan dalam menghujam Bumi. Seperti Vety Vera, Vetiver juga mendunia, mendapatkan “award” karena perannya besar dalam memberikan manfaat bagi manusia.

Sebagai artis, Vety Vera tentu menyemprotkan minyak wangi ketika pentas, baik untuk mereduksi bau keringat maupun untuk memberikan aroma terapi dan kepercayaan diri saat menyanyi. Vetiver juga berkaitan dengan wewangian. Ia memiliki minyak atsiri yang bisa diekstraksi dari bagian akar dan batangnya. Ia pun lantas dikenal dengan sebutan Akar Wangi. Selain itu, ia juga digunakan dalam menahan longsor lereng bukit dan yang dekat dengan hidup manusia adalah limbah. Vetiver mampu mereduksi pencemar yang ada di dalam air limbah, tumpahan minyak di lahan tambang.

Vetiver kini pentas di banyak daerah, terutama di daerah yang menerapkan instalasi pengolahan air limbah secara biologi. Ia biasanya dipasang di bagian akhir proses pengolahan, sebagai polishing stage. Dalam IPAL yang lengkap, ia didahului oleh unit proses biologi, kimia dan unit operasi fisika seperti sedimentasi. Agar optimal perkembangannya sehingga optimal juga dalam mereduksi pencemar di dalam air limbah, maka media kerikil sebagai sandaran tumbuhnya harus dipilih dan bersih dari tanah pengotor. Kalau syarat lingkungannya nyaman bagi pertumbuhannya, maka Vetiver akan melambung tinggi dan akarnya menghujam dalam.

Di dalam akarnya itu juga melekat berbagai macam bakteri dan mikroba lainnya yang bersimbiosis mutualisme, saling untung. Tanaman membantu pertumbuhan mikroba seperti jamur, bakteri, algae dan protozoa. Batang, cabang dan daun tanaman yang berada di dalam genangan air akan memperluas area perlekatan mikroba. Akar tumbuhan melepaskan oksigen sehingga daerah sekitarnya menjadi aerob. Oksigen ini berasal dari udara yang berdifusi melewati pori-pori daun, batang dan dilepaskan di akar. Dengan demikian, di dalam unit ini terjadi kondisi aerob di sekitar perakaran tanaman, kondisi fakultatif dan kondisi anaerob.

Meskipun Vety Vera sekarang menjadi pekerja domestik, tidak lagi aktif menyanyi, tetapi perannya di dalam sejarah dangdut Indonesia tak bisa dihilangkan. Begitu juga Vetiver, ia berperan penting dalam mengolah air limbah domestik. Tak hanya domestik, air limbah non-domestik seperti air limbah pertanian, peternakan, perikanan, tambak, air lindi TPA, air  limbah  rumah  sakit pun mampu diolahnya.

Selamat menjadi legenda dangdut dalam Sedang-Sedang Saja untuk Vety Vera dan selamat menjadi legenda hijau dalam pengolahan air limbah untuk vetiver. *

Foto/gambar: herbariasoap.com, vetiversystem.com

ReadMore »

Ronaldo Tanam Mangrove di Bali

Ronaldo Tanam Mangrove di Bali

Oleh Gede H. Cahyana

Ronaldo tak hanya terampil memasukkan bola ke gawang lawan, tetapi juga berusaha terampil memasukkan stek tanaman mangrove ke dalam tanah berair asin di Tanjung Benoa, Bali. Bersama presiden dan para menterinya, CR7 ini menyekop tanah yang disediakan panitia lalu menuangkannya di sekitar tanaman mangrove setinggi satu meter. Mengapa bintang tenar dunia sepakbola ini mau menjadi Duta Forum Mangrove Indonesia? Apakah ia seorang ekologis? Biologis? Environmentalis? 

Ternyata alasannya sederhana. Ia terkesan pada seorang bocah yang mengenakan kaos bertuliskan namanya. Ketika tsunami Aceh dulu, bocah ini selamat dari tarikan Smong karena tersangkut di pohon mangrove (bakau). Bisa dikatakan, lantaran itulah ia paham bahwa mangrove dapat menjadi penyelamat manusia dari hantaman gelombang laut nan dahsyat. Namun demikian, ada satu komponen yang juga perlu dikuatkan gemanya ke masyarakat, terutama warga di pesisir, yaitu terumbu karang. Mangrove dan terumbu karang ini saling mempengaruhi, mereka bersimbiosis secara tidak langsung. Mereka "pacaran" jarak jauh. 

Berbeda dengan mangrove, terumbu karang ini disusun oleh kalsium karbonat (CaCO3) dari hewan Coral dan Calcifying organisms yang lain. Jika mangrove rusak maka fotosintesis yang memanfaatkan karbondioksida di pesisir berkurang sehingga kelarutannya di dalam air membesar. Hipotesis lembaga nasional Jepang NIRE (National Institute for Resources and Enviromnet), 50% CO2 dari kegiatan manusia (antropogenik) dijerap (absorbsi) oleh laut. Inilah yang dapat menggerus dan menghancurkan terumbu karang. Dengan kata lain, peningkatan pemakaian BBM pun, yang baru saja naik harganya, akan meningkatkan kerusakan terumbu karang.

Menurut proyeksinya, konsentrasi CO2 tahun 2065 nanti menjadi duakali dari konsentrasinya pada era pra-industri (tahun 1800-an). Menurut Joan Kleypas (Science Vol. 284, April 1999) penurunan kalsifikasi (pengapuran) sampai tahun 2100 adalah 35% yang dampaknya pada penurunan potensi tumbuh karang (Reef-Building Capacity) sehingga karang menjadi getas (fragile coral skeleton), terjadi reduksi pertumbuhan dan peningkatan laju erosi. Muaranya adalah kehancuran terumbu karang.

Itulah peran sentral kawasan mangrove (the coastal green belt) yang luasnya di Indonesia pada dekade delapan puluhan sekitar 4,25 juta ha. Kini, taksiran optimisnya 3 juta ha sedangkan pesimisnya 2,5 juta ha. Itu terjadi akibat diserbu kepentingan komersial, pertambangan, tambak, pertanian dan pemukiman baru. Selain itu fungsinya ialah filter pencemar, pencegah intrusi air laut, penangkal erosi, sumber plasma nutfah dan habitat flora fauna. Floranya terdiri atas perdu, pohon, rerumputan, tumbuhan menjalar, merambat, jenis paku-pakuan dan tumbuhan epifit lainnya. Beragam jenis burung bersarang di hutan mangrove termasuk primata, reptil, amfibi dan serangga.

Tema acara di pesisir Benoa, Kab. Badung, Bali itu adalah Save the Mangrove, Save the Earth dengan upaya untuk merehabilitasi hutan mangrove agar berperan ekonomis dan memiliki jasa lingkungan. Terlihat betapa mangrove memberikan kontribusi positif bagi kawasan pantai, menahan pemanasan global, pelindung terumbu karang. Artinya, sikap bersahabat dengannya dapat mengurangi dampak bencana, sebagai sebuah ikhtiar.

Akhirnya, manusialah (bukan flora dan fauna) yang memperoleh amanat karena berpotensi membina dunia walaupun dia dapat menjadi lebih buas daripada binatang terbuas, dari the best menjadi the beast. The beast mentality. *

ReadMore »

Mengenal Lebih Dekat Sanitary Landfill

Mengenal Lebih Dekat SanitaryLandfill

Oleh Gede H. Cahyana

Tempat Pemrosesan Akhir (TPA), menurut UU no. 18 tahun 2008, adalah tempat untuk memroses dan mengembalikan sampah ke media lingkungan secara aman bagi manusia dan lingkungan. Di sinilah sampah mencapai tahap akhir dalam pengelolaannya, setelah timbul di sumber sampah, pewadahan, pengumpulan, pemindahan, peng- angkutan, pengomposan, dan pembuangan. 

Sampah yang diurug di TPA ini harus diisolasi agar tidak mencemari lingkungan. Air lindinya diolah di Instalasi Pengolahan Air Lindi (IPALin), gas yang terlepas hasil dekomposisi anaerobik selayaknya dimanfaatkan menjadi energi atau dikonversi menjadi karbondioksida untuk mengurangi potensi polusinya terhadap udara dan mereduksi kontribusinya pada pemanasan global.

Kondisi TPA di Indonesia

Faktanya di Indonesia, mayoritas TPA berupa open dumping, yaitu sampah dibuang bebas tanpa ditangani secara ramah lingkungan. Akibatnya, timbullah masalah seperti:

1. Penyebaran vektor penyakit.

Sampah menjadi sarang dan sumber makanan bagi lalat, tikus, kecoa, nyamuk.

2. Pencemaran udara.

Selain metana (CH4) gas yang lain adalah karbondioksida, hidrogen sulfida dll yang dapat mencemari udara.

3. Merusak estetika.

Sampah yang berserakan memperburuk pemandangan sekitar dan berbau busuk, asam.

4. Pencemaran air tanah.
Air hujan yang melewati sampah melarutkan beragam zat organiknya sehingga angka BOD/COD-nya menjadi tinggi. Selain zat organik ini, juga berisi logam-logam berat sehingga membahayakan kualitas air tanah, terutama air tanah dangkal.

Untuk menghindari kejadian buruk di atas, maka TPA wajib dikelola secara baik dan benar, mengikuti kaidah baku pengelolaan TPA sanitary landfill, minimal berupa controlled landfill. Selain aktivitas penimbunan sampah, di TPA juga selayaknya ada kegiatan seperti 1) pemilahan sampah, 2) daur ulang sampah, 3) pengomposan, dan 4) pengurugan sisa sampah proses tersebut.

Di dalam tulisan ini, yang dimaksud dengan TPA adalah yang berupa sanitary landfill atau controlled landfill. Mengacu pada namanya, sanitary landfill mengandung makna penimbunan sampah yang mengutamakan aspek kesehatan, penyehatan, aspek sanitasi atau saniter. Oleh sebab itu, tanah penutup lapisan atau sel sampah menjadi syarat penting dalam metode ini. Tanah penutup dan alat-alat beratnya menjadi komponen utama dalam pembiayaan TPA. Di dalam UU no. 18/2008 Bab VII pasal 24 ayat (1) dinyatakan bahwa pemerintah dan pemerintah daerah wajib membiayai penyelenggaraan pengelolaan sampah. Biaya ini, pada ayat (2) disebutkan bersumber dari APBN dan APBD.

Jenis Sanitary Landfill.

Jenis sanitary landfill ini dibedakan atas metode atau cara peletakan sampah di atas lahan.

1. Metode Lembah.

Diterapkan pada lahan yang berbentuk cekungan seperti tebing, jurang, atau bekas galian tambang misalnya. Sampah disebarkan, dipadatkan oleh gilasan buldozer, lalu ditutupi tanah.

2. Metode Trench

Diterapkan pada lahan yang permukaan air tanah dangkalnya relatif dalam. Lahan dikupas kemudian dilapisi geomembran dan/atau tanah liat yang rendah permeabilitasnya. Sampah disebarkan lalu dipadatkan dengan buldozer. Tanah kupasan tadi bisa digunakan sebagai tanah urug.

3. Metode Area.

Diterapkan pada lahan yang relatif datar dan permukaan air tanah dangkalnya relatif tinggi. Artinya, jarak dari permukaan tanah ke permukaan air tanah dangkal tersebut hanya dua – tiga meter. Sampah dihamparkan di permukaan lahan, dipadatkan dengan cara digilas buldozer lalu ditutup dengan tanah penutup setiap hari. *

ReadMore »

Bergurau dengan Monyet di Sangeh

Bergurau dengan Monyet di Sangeh

Oleh Gede H. Cahyana

Bagaimana rasanya dinaiki monyet (monkey) atau raja monyet? Bagaimana rasanya bersenda gurau dengan monyet? Tegang, senang, takut, larut dalam kemelut atau gemetar menjalar di sekujur tubuh? Wisatawan yang belum tahu karakter monyet di Sangeh tentu kaget, bahkan menjerit-jerit. Anak-anak dan orang dewasa, apalagi kakek-nenek atau lansia (lanjut usia) bisa berdebar-debar bahkan berdentum-dentum jantungnya. Yang sudah tiga kali atau lebih ke Sangeh tentu tidak demikian. Mereka paham karakter monyet dan tahu cara “menjinakkannya”.

Sangeh adalah objek wisata yang berada nyaris di tengah-tengah Pulau Bali, di Desa Adat Sangeh, Kecamatan Abiansemal, Kabupaten Badung. Badung adalah kabupaten terkaya di Bali dengan sumber PAD terbesarnya dari sektor wisata. Tak kurang dari 2,6 juta orang masuk ke Badung pertahun lewat Bandara Ngurah Rai, mayoritas dari Asia Pasifik. Belum lagi yang masuk lewat pelabuhan laut Gilimanuk dan Padangbai. Itu sebabnya, kabupaten ini memiliki kompleks perkantoran terpusat yang terluas, termegah dan artistik di Indonesia, mengalahkan Tenggarong. Namanya Mangupura, lalu sekarang menjadi Mangupraja, Sempidi. Betapa tidak, Kuta, Legian, Seminyak, Kerobokan, Sanur, Art Center, Benoa, Nusa Dua, Taman Ayun, Uluwatu, dan sederet lagi yang lain berpijak di Badung dan menjadi tujuan utama wisata biro perjalanan.

Kembali ke Sangeh. Secara legal formal, Sangeh dijadikan objek wisata pada tahun baru 1 Januari 1969. Dengan dana dari sumbangan wisatawan yang ke Sangeh, objek ini terus berbenah. Baru pada tahun 1996, tepatnya 1 Januari, resmilah penarikan retribusi berdasarkan Perda No. 20 tahun 1995 Kab. Badung dengan pengelola resminya adalah Desa Adat Sangeh. Awalnya, hutan seluas 10,8 Ha ini berupa cagar alam kemudian berubah menjadi Taman Wisata Alam berlandaskan SK Menteri Kehutanan no. 87/Kps-II/1993 yang luas hutannya ditambah 3,169 hektar. Selain populasi monyet yang terdiri atas 600-an ekor, daerah ini juga kaya dengan pohon pala, Dipterocarpus trinervis. Juga ada 54 jenis pohon lainnya, antara lain amplas (Tetracera scandens), Pule (Alstonia scholaris), buni (Antidesma bunius), cempaka kuning (Michella campaka), kepohpoh (Buchanania arborescens).

Selain monyet abu-abu tersebut (Macaca fascicularis), ada 22 jenis satwa lain, di antaranya alap-alap (Elanus hypoleuca), elang (Haliaster indus), burung hantu (Type java albanica), terocok (Gouvier ahalis), musang (Paradorurus hermaproditus), kucing hutan (Felis bengalensis), sendang lawe (Ciconia episcopus). Hanya saja, wisatawan harus sabar untuk dapat melihat hewan-hewan ini. Dengan bantuan guide, kita bisa minta tolong di mana saja lokasi hewan tersebut. Satu lagi, amankan atau simpan perhiasan, jam tangan, kaca mata, kamera, ponsel, dll agar tidak diincar oleh monyet. Meskipun tidak senakal monyet di Uluwatu, wisatawan sebaiknya waspada. Ia pun tidaklah sejinak monyet di Alas Kedaton, Tabanan.

Ingin merasakan diganduli monyet? Kira-kira, berapa persenkah wajah monyet ini serupa dengan wajah manusia? Hehehe. Satu…, dua…., tiga…, jepret. Foto saja, lalu cetak. Saksikan dan bandingkan. :) Lamakah ke sana? Dari Bandara Ngurah Rai, kalau naik taksi bandara, bisa kena 180-200 ribu rupiah dengan waktu tempuh 60-70 menit. Kalau lancar tentu saja. Kalau dari Gilimanuk, sekitar 4 jam, turun di Terminal Mengwi. Naik taksi resmi atau preman juga ada. Jadi…, mau nyoba menggendong monyet? *

ReadMore »

Menuju TPA Sanitary Landfill

Menuju TPA Sanitary Landfill

Oleh Gede H. Cahyana

Tahun 2013 ini adalah batas akhir bagi pemerintah kabupaten dan kota untuk meninggalkan Open Dumping atau Open Dump. Bupati dan walikota wajib melaksanakan amanat UU No. 18/2008 di bidang pengelolaan sampah, yaitu berupa Sanitary Landfill (Sanfil). Berdasarkan undang-undang tersebut, terminologi TPA diubah dari Tempat Pembuangan Akhir menjadi Tempat Pemrosesan Akhir, yaitu tempat terakhir sampah dalam tahap pengelolaannya sejak di sumber, pengumpulan, pemindahan, pengangkutan, pengolahan, dan penimbunan (pembuangan). TPA ini selayaknya menjadi lokasi isolasi sampah yang aman sehingga tidak mengganggu lingkungan. Oleh sebab itu, perlu penyediaan fasilitas dan perlakuan yang betul agar keamanan tersebut dapat dicapai.

Di TPA sampah diuraikan secara alamiah dalam waktu tertentu, bergantung pada jenisnya. Ada sampah yang dapat diurai cepat, lambat, dan sangat lambat. Hal ini memberikan gambaran bahwa setelah TPA habis masa gunanya, ada proses yang terus berlangsung  dan menghasilkan zat yang dapat mengganggu lingkungan. Itu sebabnya, pengawasan terhadap TPA yang telah ditutup tetap diperlukan. Artinya, harus ada balai, badan, atau lembaga yang mengurusinya, dibiayai oleh pemerintah atau swasta yang mendapatkan nilai tambah dari pengelolaan gas yang dihasilkan TPA.

Sejarah mencatat, di seluruh dunia mayoritas TPA berupa Open Dumping. Di Indonesia pun demikian, sampai tahun 2013 ini, kebanyakan TPA kita berupa Open Dumping. Kendala utama dalam pengelolaan TPA adalah sumber daya manusia dan sumber dana. Manajemen TPA banyak yang kekurangan operator terlatih di bidang ini karena berbagai sebab. Ada yang tidak tahan bekerja di TPA karena situasi dan kondisinya membuat tertekan sehingga tidak betah, ada juga karena mutasi operator terlatih kepada orang yang belum dilatih. Pada saat yang sama, pemerintah daerah pun tidak mau dan/atau tidak mampu mengalokasikan dana untuk pengelolaan TPA dalam APBD-nya. 

Secara ringkas, ada tiga jenis pembuangan sampah di TPA, yaitu :

 a)  Open Dumping

Open dump atau open dumping atau pembuangan terbuka adalah cara pembuangan sampah yang sederhana. Sampah hanya dihamparkan pada suatu lokasi, dibiarkan terbuka tanpa pengamanan dan ditinggalkan setelah lokasinya penuh sampah. Lebih banyak pemerintah kabupaten/kota yang menerapkan cara ini karena alasan keterbatasan sumber daya (manusia, dana, dll). Cara ini tidak  diizinkan lagi karena banyak potensi pencemaran lingkungannya seperti :

 Perkembangan vektor penyakit seperti lalat, tikus.                          

 Polusi udara oleh gas yang dihasilkannya                     

 Polusi air karena lindi

 Estetika lingkungan menjadi buruk, kotor

b)   Controlled  Landfill

Metode ini lebih baik daripada open dumping karena secara periodik sampah yang telah ditimbun ditutup dengan tanah untuk mengurangi gangguan terhadap lingkungan. Dalam operasionalnya dilakukan perataan dan pemadatan sampah untuk meningkatkan efisiensi pemanfaatan lahan dan kestabilan permukaan TPA.

Di Indonesia, metode controlled landfill dianjurkan untuk kota sedang dan kecil. Untuk melaksanakan metode ini diperlukan penyediaan fasilitas seperti:

 Saluran drainase untuk mengendalikan aliran air hujan

 Saluran pengumpul lindi dan kolam penampungan

 Pos pengendalian operasional

 Fasilitas pengendalian gas metana

 Alat-alat berat

c)  Sanitary Landfill

Inilah metode standar yang diterapkan secara internasional. Penutupan sampah dilakukan setiap hari sehingga potensi gangguan terhadap lingkungan dapat diminimalkan. Cara ini memerlukan penyediaan prasarana dan sarana yang cukup mahal sehingga dianjurkan untuk kota-kota besar dan metropolitan.

Lokasi TPA menjadi tempat yang besar potensi polusinya terhadap lingkungan tanah, air, dan udara dan sumber pembiakan vektor penyakit seperti lalat dan tikus. Oleh sebab itu, lokasi TPA harus dipilih secara betul sesuai dengan prosedur yang tercantum dalam SNI tentang Tata Cara Pemilihan Lokasi Tempat Pembuangan Akhir Sampah. Sejumlah poin dicantumkan seperti:

 Bukan daerah rawan geologi (patahan, rawan longsor, gempa)

 Bukan daerah rawan hidrogeologis, yaitu daerah dengan kedalaman air tanah kurang dari 3 meter, jenis tanah mudah meresapkan air, dekat dengan sumber air (kalau tidak terpenuhi harus ada masukan teknologi)

 Bukan daerah rawan topografis (kemiringan lahan lebih dari 20%)

 Bukan  daerah dekat bandara (jarak minimal 1,5 - 3 km).

(Bersambung)

ReadMore »