BAB I PENDAHULUAN. Peningkatan permintaan energi yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Beberapa tahun terakhir ini energi merupakan persoalan yang krusial di dunia. Peningkatan permintaan energi yang disebabkan oleh pertumbuhan populasi penduduk dan menipisnya sumber cadangan minyak dunia serta permasalahan emisi dari bahan bakar fosil memberi tekanan kepada setiap negara untuk segera memproduksi dan mempergunakan energi terbaharukan. Indonesia memiliki potensi kekayaan alam yang sangat melimpah untuk menghasilkan sumber energi alternatif. Oleh karena itu, pemanfaatan sumber-sumber energi alternatif yang terbaharukan dan ramah lingkungan menjadi pilihan. Salah satu energi terbaharukan adalah biogas, biogas memiliki peluang yang besar dalam pengembangannya. Energi biogas dapat diperoleh dari limbah rumah tangga; kotoran cair dari peternakan ayam, sapi, babi; sampah organik dari pasar; industri makanan dan sebagainya. Selain potensi yang besar, pemanfaatan energi biogas dengan digester biogas memiliki keuntungan, yaitu mengurangi efek rumah kaca, mengurangi bau tidak sedap, mencegah penyebaran penyakit, menghasilkan panas dan daya (mekanis/listrik), serta hasil samping berupa pupuk cair dan padat. Pemanfaatan limbah dengan cara ini secara ekonomi akan sangat kompetitif seiring naiknya harga bahan bakar minyak dan pupuk organik. Industri tahu menghasilkan limbah organik dalam bentuk cair maupun padat, namun kebanyakan industri tersebut membuang limbahnya secara langsung ke 1

2 lingkungan tanpa pengolahan terlebih dahulu sehingga mencemari lingkungan. Ada satu energi yang dapat dimanfaatkan minimal dalam skala rumah tangga, yaitu energy yang berasal dari limbah cair tahu. Air limbah tahu ini mempunyai kandungan Metana (CH 4 ) > 50% sehingga sangat memungkinkan untuk bahan sumber energi Bio-Gas. Berdasarkan hasil riset bahwa produksi tahu dengan kapasitas kedelai 700 Kg/hari, dihasilkan biogas tidak kurang dari liter. Kebutuhan satu rumah tangga dengan 4-5 orang anggota, kurang lebih liter per hari digunakan untuk sumber energi misalnya kompor (memasak), lampu, penghangat ruangan, suplai bahan bakar diesel, dan lain-lain (Dorin, 2008). Biogas sebanyak 1000 ft 3 (28,32 m 3 ) mempunyai nilai pembakaran yang sama dengan 1 gallon butane (1 US gallon = 3,785 liter) atau 5,2 gallon gasoline (bensin) atau 4,6 gallon minyak diesel. Untuk memasak pada rumah tangga dengan 4-5 anggota keluarga cukup 150 ft 3 perhari (Dorin, 2008). Menurut Oesman Raliby, kapasitas limbah cair tahu sebanyak 283,8 m 3 /hari bila dikonversikan menjadi biogas akan menghasilkan 442,65 m 3 /hari. Hal ini akan mencukupi kebutuhan memasak bagi 295 keluarga, atau akan mencukupi seluruh pengusaha tahu di sentra kerajinan tahu yang berjumlah 205 pengusaha. Kapasitas produksi dari sejumlah limbah cair yang dihasilkan mempengaruhi karakteristik limbah (BOD, COD, TSS, DO, ph). Suatu hasil studi tentang karaktristik air buangan industri tahu di Medan (Bappeda Medan, 1993), dilaporkan bahwa air buangan industri tahu rata-rata mengandung BOD, COD, TSS dan minyak/lemak berturut-turut sebesar 4583, 7050, 4743 dan 2 mg/l. Sementara EMDI (Enviromental Management Development in Indonesia)-Bapedal (1994) melaporkan kandungan rata-rata BOD, COD dan TSS berturut-turut sebesar 3250, 6520 dan

3 mg/l. Apabila dilihat dari baku mutu limbah cair industri produk makanan dari kedelai menurut KepMenLH No. Kep-51/MENLH/10/1995 tentang Baku Mutu Limbah Cair bagi Kegiatan Industri, kadar maksimum yang diperbolehkan untuk BOD 5, COD dan TSS berturut-turut adalah 50, 100 dan 200 mg/l, sehingga jelas bahwa limbah cair industri tahu ini telah melampaui baku mutu yang dipersyaratkan. Berbagai teknik pengolahan limbah cair tahu untuk menyisihkan bahan polutannya yang telah dicoba dan dikembangkan selama ini belum memberikan hasil yang optimal. Upaya untuk menurunkan kandungan bahan organik dalam buangan industri tahu telah banyak dilakukan, diantaranya menggunakan metode Fisik-Kimia (Husin, 2003 dan Satyanaran et al, 2004), biologis aerob (Tay, 1990 dan Upe, 2001), dan pemanfaatan gulma air (Lisnasari, 1995), proses koagulasi dengan menggunakan koagulan biji asam jawa (Bernard, 2009), pengolahan limbah cair industri tahu dengan proses aerobik (Amir Husin dan Nurhasmawaty Pohan, 2008). Akan tetapi penerapan metode-metode tersebut dalam skala riil khususnya di Indonesia relatif sulit karena beberapa alasan antara lain : metode dan operasi relatif kompleks, kebutuhan jumlah koagulan relatif besar dan biaya energi listrik untuk aerasi tinggi, serta lahan fasilitas pengolahan yang relatif luas (MetCalf dan Eddy, 2003). Dengan demikian, para pengusaha industri tahu sering membuang limbah ke badan air tanpa pengolahan terlebih dahulu. Untuk mengatasi masalah ini, maka diperlukan suatu metode penanganan limbah yang tepat, terarah dan berkelanjutan. Salah satu metode yang dapat diaplikasikan adalah dengan cara mengolah limbah organik secara biologis menjadi biogas sebagai energi alternatif. Dengan metode ini pengolahan 3

4 limbah cair tahu tidak hanya bersifat penanganan namun juga memiliki nilai yang bermanfaat. Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kinerja bioreaktor anaerobik terhadap pengaruh waktu tinggal dan perbandingan limbah cair tahu dengan air pada proses fermentasi dalam menghasilkan biogas. Dalam penelitian ini juga dilakukan proses koagulasi (biji asam jawa) dengan dosis koagulan optimum 3 g/ltr dan ph optimum 4 (Bernard, 2009). Perlakuan ini dilakukan untuk mengetahui laju produksi biogas selama proses fermentasi. Penelitian ini dilakukan pada skala laboratorium dengan reaktor batch (tetap) pada temperatur ruang Perumusan Masalah Pabrik tahu merupakan industri skala rumah tangga yang tidak memiliki proses pengolahan limbah cair. Ketidakinginan suatu pabrik tahu untuk mengolah limbah cairnya disebabkan karena kompleks dan tidak efisiennya proses pengolahan limbah. Padahal, limbah cair tahu memiliki kandungan senyawa organik tinggi yang memiliki potensi untuk menghasilkan biogas melalui proses anaerobik dan bisa dijadikan sebagai pengganti minyak tanah atau LPG. Dengan mengkonversi limbah cair tahu menjadi biogas, maka suatu pabrik tahu tidak hanya berkontribusi dalam menjaga lingkungan tetapi juga meningkatkan pendapatannya (profit) dengan memperkecil biaya operasional pembuatan tahu (bahan bakar). Karena kesadaran para pabrik industri tahu sangat kecil untuk mengolah limbah cairnya, maka dilakukan penelitian ini yang mengkaji tentang pembentukan biogas dengan memperhatikan perbandingan limbah cair tahu dan air, lama waktu 4

5 fermentasi dan penambahan koagulan biji asam jawa. Limbah cair tahu selama ini hanya dibuang langsung ke lingkungan akan sangat mencemari lingkungan. Limbah cair tahu mempunyai kandungan metana lebih dari 50%, sehingga sangat memungkinkan sebagai bahan baku sumber energi biogas. Berdasarkan kondisi tersebut, maka permasalahan yang timbul adalah : 1. Bagaimana pengaruh perbandingan bahan baku untuk menghasilkan biogas dari limbah cair tahu? 2. Berapa lama waktu tinggal fermentasi untuk menghasilkan biogas secara optimal dari limbah cair industri tahu? 3. Bagaimana pengaruh penambahan bahan koagulan biji asam jawa dalam menghasilkan biogas dari limbah cair tahu? 1.3. Tujuan Penelitian Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah : 1. Mengetahui pengaruh perbandingan bahan baku dalam pembentukan biogas dari limbah cair tahu. 2. Mengetahui lama waktu tinggal fermentasi untuk menghasilkan biogas secara optimal dari limbah cair industri tahu. 3. Mengetahui pengaruh penambahan koagulan biji asam jawa untuk menghasilkan biogas dari limbah cair tahu. 5

6 1.4. Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat memberikan sumbangan ilmu pengetahuan tentang pengolahan limbah cair industri tahu menjadi biogas. Penelitian ini juga diharapkan memberikan masukan kepada para pelaku industri tahu khususnya di wilayah Medan sebagai bahan pertimbangan dalam pengolahan limbah cair yang dihasilkannya sehingga pencemaran limbah cair organik yang dihasilkan dapat dikurangi Ruang Lingkup Penelitian Ruang lingkup penelitian ini dilakukan di laboratorium Proses Teknik Kimia, Fakutas Teknik,, Medan. Penelitian ini menggunakan limbah cair industri tahu yang terdapat disekitar jalan Bunga Asoka Medan. 1. Kondisi operasi percobaan dilakukan pada temperatur dan tekanan ruangan dengan variasi percobaan sebagai berikut : a. Perbandingan Limbah Cair Tahu dan Air (v/v) : 1:0 ; 1:0,25 ; 1:0,5 b. Waktu Fermentasi (Hari) : 7, 15, 21 c. Perbandingan koagulan Biji asam jawa dan Air (v/v) : 1:0 ; 1:0,25 ; 1:0,5 2. Parameter uji yang diamati adalah : Volume biogas, COD, ph, TSS, dan TDS. 6