- Air Limbah Yang Bermanfaat
- Bagaimana Untuk Mengolah Air Limbah Menjadi Energi Listrik
- Metode Pengolahan Air Limbah Menjadi Energi Listrik
- Salah Satu Alat konversi Energi Dari Air Limbah Menjadi Energi Listrik
- Manfaat Mengunakan Air Limbah Sebagai Energi
Setiap hari, Indonesia menghasilkan volume besar limbah air yang belum diolah dengan baik. Hal ini menimbulkan berbagai permasalahan lingkungan, seperti pencemaran air dan bau tak sedap. Di sisi lain, Indonesia juga menghadapi krisis energi.
Oleh karena itu, pengolahan limbah air menjadi solusi penting untuk mengatasi kedua permasalahan tersebut. Salah satu cara memanfaatkan limbah air adalah dengan mengolahnya menjadi energi listrik.
Air Limbah yang Bermanfaat
Bukan rahasia lagi bahwa kebutuhan dunia akan energi semakin meningkat namun banyak yang tidak menyadari bahwa sumber energi potensial yang menjanjikan dibuang ke toilet kita setiap hari. Air limbah ini serta sampah organik lainnya dari sumber seperti kebun dan dapur semakin banyak digunakan untuk memanaskan rumah, menyediakan listrik, dan bahkan menggerakkan mobil.
Air limbah adalah air yang terkontaminasi oleh limbah manusia, pertanian, atau industri. Meskipun biasanya dipandang sebagai gangguan, bahan organik yang terkandung dalam air limbah dari sistem pembuangan limbah kita (umumnya dikenal sebagai “lumpur”) dapat menjadi sumber daya yang berharga dengan sistem lumpur menjadi energi.
Baca Juga
- Potensi Bendungan Sebagai Salah Satu Langkah Menuju EBT
- Menilai Lingkungan Melalui Sudut Pandang Ekologi Perkotaan
Bagaimana Untuk Mengolah Air Limbah Menjadi Energi Listrik?
Ketika sampah organik terurai di lingkungan bebas oksigen misalnya jauh di dalam tempat pembuangan sampah—gas metana akan dilepaskan. Metana ini dapat ditangkap dan digunakan untuk menghasilkan energi, bukan dilepaskan ke atmosfer.
Sistem pengolahan limbah mulai mengolah air limbah dengan mengumpulkan lumpur padat. Dalam sistem lumpur menjadi energi, lumpur ini kemudian mengalami proses pra-perlakuan yang disebut hidrolisis termal untuk memaksimalkan jumlah metana yang dapat dihasilkannya.
Selanjutnya, limbah yang diolah memasuki pencernaan anaerobik, yang menyelesaikan penguraiannya. Produk yang dihasilkan adalah gas kaya metana, atau biogas, yang dapat digunakan untuk kebutuhan energi di lokasi, atau diproses lebih lanjut dan digunakan sebagai pengganti gas alam.
Selain itu, sisa-sisa limbah padat menghasilkan “cernaan” kaya nutrisi yang dapat ditambahkan ke tanah untuk meningkatkan pertumbuhan tanaman.
Metode Pengolahan Air Limbah Menjadi Energi Listrik
Metode Microbial Fuel Cell(MFC) memanfaatkan bakteri sebagai katalis untuk menghasilkan arus listrik. Energi listrik dihasilkan melalui perubahan bakteri dari elektron akseptor alami seperti oksigen dan nitrat, menjadi sebuah akseptor yang tidak dapat larut, seperti anoda dalam MFC. Hidrogen (etanol, metanol, atau gas metana) terkandung pada zat hasil metabolisme mikroba dapat digunakan sebagai sumber hydrogen untuk produksi elektron dan penghasil arus listrik.
Elektron-elektron yang dihasilkan akan ditransfer ke anoda (terminal negatif) dan mengalir ke katoda (terminal positif). Pada anoda, dihasilkan elektron dan proton dari bahan bakar dioksidasi oleh mikroorganisme. Lalu elektron dari anoda berpindah melalui membran menuju katoda.
Transfer ini dapat terjadi baik melalui komponen yang berhubungan dengan membran maupun pengangkut elektron yang dapat larut. Kemudian oksigen atau nitrat digunakan oleh bakteri aerobik sebagai akseptor elektron akhir untuk menghasilkan air. Sedangkan, pada anoda tidak terbentuk oksigen karena kemampuan bakteri untuk memindahkan elektron kepada akseptor elektron yang tidak dapat larut.
Sedangkan pada proses anaerobik, arus listrik dan zat sisa berupa gas (CO2) dihasilkan oleh MFC. Substrat (seperti glukosa, asetat dan juga air buangan) diubah menjadi CO2, proton dan elektron diubah oleh bakteri yang terdapat pada anoda menjadi laju reaksi reduksi oksigen yang cukup, digunakan katalis platina atau yang biasa digunakan adalah katalis logam yang bukan logam mulia.
Elektron-elektron kemudian mengalir melalui resistor ke katoda. Daya listrik (Watt) dihasilkan oleh aliran elektron-elektron (Ampere) bersama beda potensial (Volt). Kemudian elektron-elektron akan mengalir melalui proton menuju ke katoda. Di katoda, akseptor elektron akan direduksi secara kimiawi.
Baca Juga
- Unik! Ada PLTA yang Dibangun di Bawah Tanah
- Saving the Forest Fires: Indonesia’s Important Role in AATHP
Salah Satu Alat Konversi Energi dari Air Limbah Menjadi Energi Listrik
Slaughtering House Waste Water [SHOWER] atau alat penghasil listrik bersumber dari air limbah rumah potong hewan [RPH]. Limbah RPH tidak hanya mengandung feses hewan, namun juga rumen, darah, maupun lemak. “Apabila tidak diolah, tingkat pencemarannya yang mencapai 105 CFU/mL, akan mengotori sungai. Dampaknya, penyakit diare datang, jika tanpa sengaja kita konsumsi,” ujarnya, Kamis [18/7/2019].
Hendra dan kolega menerapkan sistem MFC [Microbial Fuel Cell]. Metode yang menghasilkan listrik dengan memanfaatkan bakteri di air limbah potongan kambing dan sapi. “Berdasarkan riset, sebagian besar RPH di Indonesia memiliki total mikrobia cukup tinggi. Kisarannya hingga 36.105. Jumlah ini lebih dari cukup untuk menghasilkan listrik,” tuturnya.
SHOWER menggunakan konsep Agar Salt Bridge. Limbah dan air garam dihubungkan sebagai elektrolit. Mekanisme kerjanya mudah. Limbah cair saringan terakhir, ditampung dan dicampur Effective Microorganism-4 [EM4]. Tujuannya, menghilangkan bau tidak sedap. Setelah itu, campuran dimasukkan wadah, ditambahkan manitol salt agar serta garam elektrolit.
“Bakteri akan berinteraksi, kemudian menghasilkan elektron dan proton pada anoda. Elektron ditransfer melalui sirkuit eksternal, sedangkan proton dipindahkan ke selaput pemisah manitol salt agar menuju katoda. Beda potensial elektron dan proton ini menghasilkan arus listirk,” jelasnya.
Manfaat Mengunakan Air Limbah Sebagai Energi
Terdapat beberapa manfaat dari pengolahan air limbah menjadi energi, yaitu:
- Produksi energi: Dunia membutuhkan lebih banyak energi untuk mendukung pertumbuhan populasi dan perluasan kota. Pemanfaatan sampah sebagai energi merupakan bentuk energi yang murah, terbarukan, dan mudah didapat di banyak kota.
- Pengurangan emisi: Metana menghasilkan 16 persen emisi gas rumah kaca global , dan gas ini sangat ampuh sekitar 30 kali lebih kuat dibandingkan karbon dioksida. Sistem pengolahan limbah menjadi energi memanfaatkan metana ini sebagai energi, bukan melepaskannya ke atmosfer, yang akan memicu perubahan iklim.
- Pengelolaan limbah: Banyak negara berkembang kekurangan infrastruktur yang diperlukan untuk mengelola limbah padat dan lumpur dengan baik. Di wilayah tersebut, limbah beracun dan berbau busuk sering kali dibuang langsung ke daratan atau perairan terdekat, sehingga dapat membahayakan kesehatan masyarakat.
Kesimpulan
Kita makin tahu Indonesia telah memulai perjalanan menuju Net Zero Emission (NZE) 2060. Salah satu langkah penting adalah dengan mengolah limbah air menjadi energi listrik. Hal ini dibuktikan dengan penemuan alat Slaughtering House Waste Water (SHOWER) oleh mahasiswa Universitas Brawijaya.
Keberhasilan pengembangan SHOWER menunjukkan bahwa pengolahan limbah air menjadi energi listrik merupakan potensi besar untuk mempercepat transisi energi bersih di Indonesia. Teknologi ini tidak hanya ramah lingkungan, tetapi juga menghasilkan energi terbarukan yang dapat mengurangi ketergantungan pada bahan bakar fosil.
#ZonaEBT #EBTHeroes #SebarTerbarukan
Editor: Bellinda Putri Hidayat
Referensi
