Pemanfaatan Limbah Kotoran Ternak Sapi Menjadi Biogas dan Pupuk Organik

Limbah merupakan bahan-bahan yang tidak dimanfaatkan lagi, baik bahan organik maupun anorganik. Limbah dapat berasal dari berbagai sumber hasil buangan, seperti limbah rumah tangga, limbah peternakan, limbah pertanian, dan sebagainya. Limbah ini dapat berupa limbah padat, cair, dan gas yang akan berdampak buruk pada lingkungan apabila tidak ditangani dengan baik. (Adityawarman et al, 2015). Salah satu limbah yang berdampak pada lingkungan adalah limbah peternakan yang dapat berasal dari hasil kegiatan usaha ternak, rumah potong hewan, serta pengolahan produksi ternak. Limbah peternakan yang menjadi fokus pada paper ini adalah limbah kotoran sapi yang mencapai > 10 kg per hari. Hal ini mengakibatkan penumpukan kotoran di tempat pembuangan limbah membuat kandang sapi menjadi semakin buruk, bau kotoran yang mengganggu, serta dapat membuat pengelola ternak sapi menyediakan tempat yang lebih besar untuk menampung limbah tersebut (Pratiwi et al, 2019). Selain itu, apabila kotoran sapi tidak diolah dengan baik akan menjadikan limbah serta pencemaran lingkungan, karena kotoran ternak mengandung NH3, NH, dan senyawa lainnya (Sukamta et al, 2017).

Permasalahan di atas menjelaskan mengenai dampak limbah kotoran sapi pada lingkungan, oleh karena itu perlu dilakukan pengolahan limbah atau pemanfaaatan limbah kotoran sapi agar dapat bermanfaat bagi manusia dan lingkungan sekitarnya. Salah satu teknik pengolahan limbah kotoran ternak sapi yang dapat dilakukan yaitu memanfaatkan limbah kotoran sapi sebagai biogas dan pupuk organik bagi tanaman. Biogas merupakan bahan bakar gas yang dihasilkan oleh proses fermentasi atau aktivitas anaerobik dari bahan – bahan organik seperti kotoran manusia, kotoran hewan, limbah rumah tangga, sampah atau limbah organik yang biodegradable dalam kondisi anaerobik. Gas utama yang dihasilkan dari pembuatan biogas adalah metana dan karbondioksida. Biogas dapat digunakan sebagai bahan bakar kendaraan, bahan bakar untuk menjalankan kompor, maupun untuk menghasilkan listrik (Sunaryo, 2014). Pengolahan kotoran sapi menjadi biogas akan menghasilkan limbah baru yang dapat dimanfaatkan sebagai pupuk organik cair maupun pupuk organik padat. Pupuk yang dihasilkan tersebut dapat digunakan untuk membantu kebutuhan pupuk organik bagi petani dalam menyuburkan tanah sehingga menghasilkan produktivitas tanaman yang baik (Subeni, dkk., 2013).

 

Komposter

Komposter adalah alat yang digunakan dalam proses pengomposan untuk membantu kerja bakteri pengurai bahan organik berupa sampah dan limbah menjadi bentuk baru. Komposter digunakan untuk membuat kompos yang dapat menyuburkan tanaman dan menggemburkan tanah. Tujuan dari komposter adalah membantu bakteri untuk menguraikan bahan organik, mempercepat proses dekomposisi bahan organik menjadi pupuk organik  (kompos) baik berbentuk cair maupun padat, serta menghemat biaya pengeluaran dalam menyuburkan tanah dan tanaman. Komposter yang digunakan dalam pembuatan biogas dan pupuk organik adalah digester. Digester dapat berupa digester permanen yang terbuat dari batu bata dan semen serta digster tidak permanen yang terbuat dari bahan plastik atau fiber. Dibawah ini merupakan skema atau gambar dari digester biogas.

Berikut ini merupakan langkah-langkah dalam pembuatan biogas (Subeni, dkk., 2013):

  1. Mencampur kotoran ternak dengan air sampai bertekstur seperti lumpur pada bak penampung sementara, serta menambahkan EM4 sebagai bioaktivator untuk mempercepat proses dekomposisi. Perbandingan antara kotoran sapi dengan air yang digunakan adalah 1:1.
  2. Mengalirkan campuran tersebur ke dalam digester melalui lubang pemasukan. Pada pengisian pertama dibutuhkan campuran kotoran sapi dan air dalam jumlah yang banyak sampai digester penuh, kemudian kran gas yang ada di atas digester dibuka agar pemasukan lebih mudah dan udara yang ada di dalam digester ke luar.
  3. Membuang gas yang dihasilkan pada hari ke-1 sampai hari ke-20 karena gas yang terbentuk adalah gas karbondioksida, sedangkan pada hari ke-21 sampai seterusnya yang terbentuk adalah gas metana (CH4) dan gas karbondioksida mulai menurun. Mulai hari ke-21, gas dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk menyalakan api kompor atau kebutuhan lainnya.

Di dalam digester tersebut, kotoran difermentasi oleh bakteri yang dapat menghasilkan gas metana serta gas-gas lainnya yang ditampung di dalam digester. Gas yang dihasilkan dapat dipa­kai untuk memasak dengan mengunakan kompor gas, untuk pe­nerangan menggunakan lampu petromaks. Gas yang dihasilkan dari proses fermentasi ini sangat baik dimanfaatkan untuk menyalakan kompor karena menghasilkan panas yang cukup tinggi, tidak berbau, api berwarna biru, dan tidak berasap. Pembuatan biogas dari kotoran ternak sapi tidak menghilangkan manfaat lain sebagai pupuk kandang, dimana pupuk ini dapat menaikkan manaikkan kandungan bahan organik sehingga pupuk kan­dang yang dihasilkan menjadi lebih baik. Pupuk tersebut terbentuk dari sisa proses fermentasi yang dikeluarkan secara berkala, hal ini terjadi agar tidak terjadi endapan padat yang dapat mengganggu proses pembentukan biogas. Proses fermentasi dapat berjalan dengan baik apabila dilakukan pengadukan pada setiap harinya. (Anonim, 2017).

Masalah C/N Rasio

C/N rasio adalah rasio massa karbon terhadap nitrogen pada suatu zat. Pada bahan organik yang masaih baru, memiliki C/N rasio lebih tinggi darpada C/N rasio setelah proses pengomposan. Artinya, pengomposan merupakan usaha dalam menurunkan C/N rasio bahan organik, sehingga mempunyai C/N rasio yang bisa diserap oleh tanaman. setiap tanaman memiliki C/N rasio yang berbeda-beda. Semakin tinggi C/N rasio suatu bahan akan menyebabkan waktu penguraian yang semakin lama. Bahan organik yang dapat diserap tanaman adalah bahan organik dengan C/N rasio mendekati C/N rasio tanah yaitu sekitar 12-15 dan suhu hampir sama dengan suhu lingkungan (Admin, 2016).

Selama proses dekomposisi, mikroorganisme membutuhkan karbon (C) untuk menyediakan energi dan nitrogen (N) yang berperan dalam pemeliharaan dan pembentukan sel tubuh. Semakin banyak kandungan nitrogen maka semakin cepat pula terurai karena jasad renik yang menguraikan bahan—bahan ini memerlukan senyawa nitrogen untuk perkembngannya (Sosrosoediarjo, dkk., 1979). C/N Rasio yang terlalu tinggi mengakibatkan proses berjalan lambat karna kandungan nitrogen yang rendah, sebaliknya bila C/N rasio terlalu rendah akan menyebabkan terbentuknya amoniak sehingga nitrogen akan hilang di udara. Nisbah C/N tinggi menunjukkan bahwa bahan organik tersebut belum matang atau masih akan mengalami proses pemurnian oleh mikroorganisme yang menghasilkan panas. Timbulnya panas ini akan merugikan akar tanaman yang ada di sekitarnya. Di samping itu, mikroorganisme yang menguraikan bahan organik mentah memerlukan nitrogen untuk membangun sel tubuhnya, karena dalam bahan organik tersebut kandungan nitrogennya rendah maka akan diambil nitrogen dari tanah. Akibatnya nitrogen tanah yang seharusnya dapat diserap tanaman menjadi berkurang, sehingga untuk sementara tanaman kekurangan nitrogen (A Gunawan, dkk., 2001).

Proses Nitrifikasi

Proses nitrifikasi adalah proses perubahan biologis yang berawal dari amonium (NH4+) menjadi nitrat (NO3) dengan cara oksidasi. Nitrifikasi sangat penting dalam proses penguraian bahan organik. Nitrifikasi terjadi pada proses fermentasi, dimana bakteri pengurai bahan organik seperti bakteri pengikat nitrogen bekerja untuk mengubah ammonium menjadi nitrat. Nitrat adalah bentuk utama nitrogen yang dapat diterima atau diserap oelah tanaman. Oleh karena itu, nitrifikasi sangat penting dalam lingkup pertanian dan tanaman. Nitrifikasi merupakan tahap utama dalam siklus nitrogen. Berdasarkan volume gas di atmosfer, banyaknyanya gas nitrogen sekitar 78%. Proses nitrifikasi dimulai saat nitrogen di atmosfer memasuki dunia kehidupan melalui proses yang disebut fiksasi nitrogen biologis, kemudian bakteri pengikat nitrogen mengubah nitrogen menjadi ammonia. Selanjutnya ammonia bersirkulasi memasok nitrogen ke seluruh organisme, lalu ion amonia dan amonium diubah menjadi nitrat dengan cara oksidasi. Proses nitrifikasi pada fermentasi kotoran sapi dan EM4 juga terjadi dalam dua tahapan, yaitu tahap pembentukan nitrit (NO2) dan tahap pembentukan nitrat. Berdasarkan hal tersebut, semakin banyak mikroorganisme yang berada dalam perombakan bahan organik tersebut maka semakin tinggi kandungan nitrogen yang dihasilkan (Chalimatus, dkk., 2013).

Penutup

Limbah kotoran sapi yang selama ini menjadi masalah atau berdampak pada pencemaran lingkungan dapat dimanfaaatkan sebagai biogas dan sisa residu dari biogas dapat dijadikan pupuk organik bagi tanaman. Pembuatan biogas dilakukan selama 3 sampai 4 minggu di dalam digester baik berbahan plastik (digester tidak permanen) maupun berbahan batu bata dan semen (digester permanen). Digester ini termasuk dalam komposter yang bertujuan untuk membantu proses dekomposisi bahan-bahan organik. Proses fermentasi biogas dilakukan untuk menurunkan C/N rasio, dimana bahan-bahan organik yang masih baru/mentah akan memiliki C/N rasio tinggi yang mengakibatkan bahan organik dapat mencemari lingkungan dan pupuk tidak dapat diserap langsung oleh tanaman. Nilai C/N rasio bahan organik yang ideal agar dapat diserap oleh tanaman adalah sekitar 12-15 atau mendekati C/N rasio tanah. Di dalam proses perombakan bahan organik, terdapat proses nitrifikasi, yaitu bakteri pengikat nitrogen akan mengubah ammonium menjadi nitrit, kemudian nitrit diubah menjadi nitrat. Nitrogen dalam bentuk nitrat adalah nitrogen utama yang diserap oleh tanaman sebagai sumber unsur haranya.

Pemanfaatan kotoran sapi menjadi biogas dan pupuk organik adalah sebuah tindakan atau upaya yang harus dilakukan oleh masyarakat untuk meminimalkan limbah itu sendiri dan membuat sebuah produk yang kaya akan manfaat serta dapat memecahkan berbagai permasalahan yang timbul pada lingkungan peternakan, baik masalah lingkungan, maupun kebutuhan akan energi. Penggunaan biogas ini dinilai lebih ramah lingkungan dan menghemat pengeluaran jika dibandikan dengan harga LPG yang terus naik. Selain itu penggunaan pupuk organik juga sangat baik untuk menggemburkan tanah dan menyuburkan tanah dibandingkan dengan penggunaan pupuk anorganik yang ada dipasaran, sehingga dapat menghasilkan tanaman yang berkualitas.

 

Sumber Referensi:

A, Gunawan., dkk., 2001. Pembuatan Kompos dengan Bahan Baku Kotoran Sapi. Balai Pengkajian Teknologi Pertanian Lembang Vol. 24 No.3.

Adityawarman, A. C., Salundik, & Lucia. (2015). Pengolahan Limbah Ternak Sapi Secara Sederhana di Desa Pattalasang Kabupaten Sinjai Sulawesi Selatan. Jurnal Ilmu Produksi dan Teknologi Hasil Pertanian, 3(3), 171 – 177.

Admin. 2016. Mengenal C/N Ratio untuk Pengomposan Bahan Organik. Terdapat pada: benihpertiwi.co.id (Diakses pada Hari Kamis, 15 Oktober 2020 Pukul 13.49 WIB).

Anonim. 2017. Biogas. Pemerintah Kaupaten Kudus. Terdapat pada: kuduskab.go.id (Diakses pada Hari Kamis, 15 Oktober 2020 Pukul 13.27 WIB).

Chalimatus, dkk., 2013. Efektifitas Jamur Trichoderma harzianum dalam Pengomposan Limbah Sludge Pabrik Kertas. Indonesian Journal of Chemical Science ISSN No 2252-6951.

Pratiwi, et al. 2019. Pemanfaatan Limbah Kotoran Ternak Sapi dengan Reaktor Biogas di Kabupaten Ogan Ilir. Ikraith Abdimas Vol. 2 No. 3.

Sosrosoediarjo, dkk. 1979. Ilmu Memupuk. Penerbit CV. Yasaguna Jakarta, Cetakan ke-6, P. 54-66.

Subeni, dkk. 2013. Pembuatan Biogas dari Limbah Sapi dan Pemanfaatan Limbah Biogas Sebagai Pupuk Organik. Agros Vol. 15 No. 1 ISSN 1411-172.

Sukamta, et al. 2017. Pengelolaan Limbah Ternak Sapi menjadi Pupuk Organik Komersial di Dusun Kalipucang, Bangunjiwo, Bantul, Yogyakarta. Jurnal Berdikari Vol. 5.

Sunaryo. 2014. Rancang Bangun Reaktor Biogas untuk Pemanfaatan Limbah Kotoran Ternak Sapi di Desa Limbangan Kabupaten Banjarnegara. Jurnal PPKM UNSIQ, I(1), 21-30.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *