Pengolahan Sampah Organik Daun dan Sisa Makanan Menggunakan Compost Solid Phase Microbial Fuel Cells (CSMFCs)

Sampah merupakan bentuk padat dari sisa kegiatan sehari-hari manusia atau proses alam. Sumber sampah dapat dibagi menjadi 2 kelompok besar yaitu sampah domestic merupakan sampah yang berasal dari pemukiman atau sampah dari non-pemukiman seperti sampah dari pasar, sampah dari daerah komersial dan sebagainya. Sampah yang berasal bukan dari sampah atau limbah rumah tangga, melainkan limbah yang berasal dari proses industry disebut dengan sampah non domestik (Damanhuri,2010).

Metode pengolahan sampah dapat dilakukan dengan metode 3R :

  1. Reduce yaitu mengurangi pemakaian barang yang tidak dibutuhkan.
  2. Reuse dengan memanfaatkan barang yang sudah tidak terpakai
  3. Recycle yaitu mendaur ulang barang.

Sampah organic yang berasal dari rumah tangga dapat di daur ulang menjadi kompos. Kompos merupakan campuran bahan organic yang mengalami penguraian secara parsial dan dibantu secara artifisial oleh berbagai macam mikroba dalam kondisi lingkungan yang mendukung untuk proses pengomposan yaitu lingkungan yang hangat, lembab serta aerobic atau anaerobic. Pupuk organic memiliki keunggulan dibandingkan dengan pupuk anorganik diantaranya adalah mengandung unsur hara mikro dan makro yang lengkap walaupun jumlahnya sedikit, akan tetapi dapat memperbaiki struktur tanah dengan cara menggemburkan tanah, Terjadinya peningkatan ketersediaan tanah serta daya serap tanah terhadap air dan hara. Pupuk organic juga dapat memperbaiki populasi mikroorganisme di dalam tanah, drainase, serta tata udara di dalam tanah.

Komposter

Bahan baku kompos dapat diperoleh dari semua bahan organic yang terdapat di alam seperti dedaunan, sisa makanan, kotoran hewan dan lain-lain. Pengolahan bahan baku kompos tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan komposter. Komposter merupakan salah satu faktor penentu dalam peroses pengomposan dan menentukan kualitas kompos. Sistem aerasi yang sempurna merupakan hal yang harus diperhatikan dalam mendesain komposter dengan mempertimbangkan adanya kecukupan sirkulasi udara untuk mensuply kebutuhan oksigen bagi mikroorganisme dalam proses dekomposisi bahan organic yang dikomposkan.

Compost Solid Phase Microbial Fuel Cells (CSMFCs) merupakan sistem teknologi pengolahan sampah organic yang dapat diaplikasikan pada pengomposan dan dapat menghasilkan energy ramah lingkungan yang konsepnya diperkenalkan oleh Reimers et al (2001). CSMFCs memanfaatkan bakteri untuk memetabolisme akumulasi residu organic sehingga menghasilkan daya listrik yang berkelanjutan yang mengadopsi mekanisme fermentasi tanah untuk menghasilkan listrik dari daur ulang sampah organic. CSFMC memanfaatkan bakter untuk mengolah residu organic yang berperan sebagai biokatalis untuk mengoksidasi senyawa organic yang tersedia sehingga dapat menghasilkan listrik (Wang et al, 2013).

Keunggulan CSMFC ini adalah :

  1. Tingginya reduksi bahan organic.
  2. Lumpur yang dihasilkan lebih sedikit dan dapat diproses lebih lanjut menjadi kompos.
  3. Menghasilkan pupuk cair.
  4. Menghasilkan biogas.
  5. Menghasilkan energy listrik secara langsung.

Komponen yang berperan penting dalam CSMFC untuk melakukan proses degradasi bahan organic serta transfer electron adalah Mikroorganisme. Jenis bakteri yang berpesan dalam limbah makanan sebagai salah satu bentuk limbah pada terdapat dalam tiga kategori yaitu xoelectrogens, fermentative bacteria, dan specific-functional bacteria. Menurut Jia dkk, (2013), Efisiensi yang tinggi dalam sistem MFC didorong oleh adanya kombinasi Geobacter dan fermentative Bacteroides. Sehingga kombinasi tersebut dapat diandalkan dalam degradasi bahan organic serta dapat menghasilkan listrik.

Rasio C/N

Variasi antara rasio bahan sampah daun dan makanan dapat mempengaruhi C/N rasio pada produksi kompos menggunakan CSMFC. Terdapat tiga variasi rasio bahan sampah daun dan makan antara lain, daun 100 %, makanan 100 %, dan campuran daun 50% makanan 50%. Faktor jenis bahan yang digunakan untuk pengomposan akan menentukan nilai C/N rasio (Jannah, 2003). Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Ariyanti M. dkk, 2019, Faktor jenis bahan yang digunakan untuk pengomposan akan menentukan nilai C/N rasio. Kondisi awal C/N rasio daun adalah 70.73, diikuti oleh sampah campuran yaitu 61.78 dan sampah makanan menjadi yang terendah dengan nilai rasio 46.47. Terjadi penurunan rasio C/N selama pengomposan pada sampah daun sebesar 17.01, sampah campuran 15.92 dan makanan 7.95. Penurunan C/N rasio terjadi akibat pelepasan CO2 oleh mikroorganisme ke udara, hal ini menyebabkan terjadinya penurunan C-organik yang mengakibatkan terbentuknya ammonium menjadi nitrat yang menyebabkan kadar N-total naik selama proses dekomposisi (Jannah, 2003).

Waktu yang diperlukan untuk proses pengomposan agar memperoleh kompos yang matang dan stabil tergantung pada beberapa faktor yaitu (Jain dalam FAO, 1980):

  1. C/N rasio bahan dasar.
  2. Ukuran partikel.
  3. Keberadaan udara (keadaan aerobic).
  4. Kelembapan.

Bahan yang memiliki C/N rasio lebih tinggi memerlukan waktu pengomposan yang lebih lama, sehingga diperlukan activator utuk memperpendek waktu pengomposan dengan bahan yang kaya akan nitrogen.

Nutrifikasi

Pupuk kompos memiliki kandungan hara yang lebih rendah dari pada pupuk sintetis pabrik. Namun pupuk kompos memiliki keuntungan yang tidak dimiliki oleh pupuk mineral seperti berperan dalam memperbaiki struktru fisik tanah dan mikrobiologi tanah. Pupuk kompos dapat ditingkatkan status hara-nya dengan menambahkan berbagai substansi yang dapat dilakukan dengan pengkayaan kompos untuk meningkatkan status nutrisinya. Peningkatan status hara pupuk kompos dapat dilakukan dengan:

  1. Pengapuran pada timbunan kompos, kompos yang baik mempunyai nilai pH yang mendekati netral, sehingga kompos yang bersifat asam perlu ditambahkan kapur saat proses pengomposan.
  2. Penambahan fosfor untuk meningkatkan status hara dengan menambahkan superfosfat sebanyak 5% saat proses pengomposan
  3. Penambahan kalium, dapat dilakukan dengan menambahkan serbuk granit atau kalium bubuk untuk memperkaya kompos.
  4. Penambahan mikroba penambat nitrogen untuk mengurangi komptisi dari mikroorganisme lain yang tidak menambat nitrogen, sehingga pertumbuhan mikroba yang menguntungkan dapat maksimal.

 

Daftar Pustaka

Enri Damanhuri, Tri Padmi. (2010). DiktatKuliah Pengelolaan sampah. Ed 2010. Bandung: Teknik Lingkungan ITB.

Wang, et al. (2013).Electrical analysis Electrical Analysis of Compost Solid Phase Microbial Fuel Cell.International journal of hydrogen energy, 38(25), pp.11124- 11130.Taiwan: Hydrogen Energy Publications, LLC.

Ariyanti M. dkk. (2019). Penentuan Rasio Bahan Sampah Organik Optimum Terhadap Kinerja Compost Solid Phase Microbial Fuel Cells (CSMFCs). Departemen Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. H. Sudarto, SH Tembalang, Semarang, Indonesia 50275

Jia J, Yu Tang, Bingfeng Liu, Di Wu, Nanqi Ren, Defeng Xing, (2013),Electricity generation from food wastes and microbial community structure in microbial fuel cells, Bioresource Technology, 144: 94–99.

Jannah, Miftahul. (2003). Evaluasi Kualitas Kompos dari Berbagai Kota sebagai Dasar dalam Pembuatan SOP (Standar Operating Procedure) Pengomposan.Fakultas Teknik Pertanian Institut Pertanian Bogor. Bogor:

FAO. (1980). Mechanized Compost Plant, Delhi. In Compost Technology. Project Field Document no.13.

Leave a Reply

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