- Anaerobik digester merupakan proses biologis di mana mikroorganisme memecah bahan yang dapat terbiodegradasi tanpa adanya oksigen.
- Empat tahap kunci anaerobik digester melibatkan hidrolisis, asidogenesis, asetogenesis, dan metanogenesis.
- Anaerobik digester menghasilkan tiga produk utama, yaitu: biogas, digester, dan air.
Hinga kini, permasalahan sampah di Indonesia semakin memprihatinkan. Meskipun terdapat pertumbuhan populasi dan kemajuan teknologi, solusi pengelolaan sampah di Indonesia masih tertinggal. Sampah organik pun masih mendominasi 10 besar komposisi sampah dan dapat menimbulkan banyak risiko lingkungan.
Permasalahan sampah tidak hanya berasal dari sampah plastik, sampah organik juga dapat menciptakan cairan leachate yang dapat merusak kualitas tanah dan air. Tumpukan sampah organik dalam jangka waktu lama juga menghasilkan gas metana yang dapat meledak jika disimpan dalam kondisi tertutup dan kekurangan sinar matahari serta oksigen.
Namun, kemajuan ilmu pengetahuan telah menciptakan teknologi yang dapat dapat mengatasi permasalahan ini. Lalu, apakah teknologi itu dan bagaimana cara kerjanya?
Apa itu Anaerobik Digester?
Anaerobik digester atau biodigester adalah serangkaian proses biologis di mana mikroorganisme memecah bahan yang dapat terbiodegradasi tanpa adanya oksigen. Prosesnya digunakan untuk keperluan industri atau rumah tangga untuk mengelola limbah atau memproduksi bahan bakar.
Kotoran ternak, air limbah padat perkotaan, sisa makanan, air limbah, residu industri berkekuatan tinggi, lemak, minyak dan lemak (FOG), serta banyak aliran limbah organik lainnya, dapat diubah menjadi biogas melalui berbagai proses anaerobik digester sepanjang waktu.
Anaerobik digester terjadi secara alami di beberapa tanah, sedimen danau, dan cekungan samudera, yang biasanya disebut sebagai ‘aktivitas anaerobik’. Inilah sumber gas metana rawa yang ditemukan oleh Alessandro Volta pada tahun 1776.
Baca Juga
Dengan penggunaan kembali limbah sebagai sumber daya dan pendekatan teknologi baru yang telah menurunkan biaya modal, anaerobik digester dalam beberapa tahun terakhir mendapat perhatian yang meningkat di kalangan pemerintah di sejumlah negara, di antaranya adalah Inggris, Jerman, Denmark, dan Amerika Serikat.
Cara Kerja Anaerobik Digester
Empat tahap kunci anaerobik digester melibatkan hidrolisis, asidogenesis, asetogenesis, dan metanogenesis. Proses keseluruhan dapat digambarkan dengan reaksi kimia (C6H12O6 → 3CO2 + 3CH4), di mana bahan organik, seperti glukosa, dicerna secara biokimia menjadi karbon dioksida (CO2) dan metana (CH4) oleh mikroorganisme anaerobik. Adapun penjelasan empat tahap anaerobik digester adalah sebagai berikut.
- Hidrolisis
Hidrolisis komponen polimer dengan berat molekul tinggi ini merupakan langkah pertama yang diperlukan dalam pencernaan anaerobik. Melalui hidrolisis, molekul organik kompleks dipecah menjadi gula sederhana, asam amino, dan asam lemak. Asetat dan hidrogen yang dihasilkan pada tahap pertama ini dapat digunakan langsung oleh metanogen.
- Asidogenesis
Proses biologis asidogenesis menghasilkan pemecahan lebih lanjut komponen-komponen yang tersisa oleh bakteri asidogenik (fermentatif). Di proses ini, gula dan asam amino diubah menjadi karbon dioksida, hidrogen, amonia, dan asam organik. Proses asidogenesis mirip dengan proses asam susu.
- Asetogenesis
Tahap ketiga anaerobik digester adalah asetogenesis. Di sini, molekul sederhana yang tercipta melalui fase asidogenesis akan dicerna oleh asetogen untuk menghasilkan sebagian besar asam asetat serta karbon dioksida dan hidrogen.
- Metanogenesis
Tahap akhir anaerobik digester adalah proses biologis metanogenesis. Di sini, metanogen menggunakan produk dari tahap sebelumnya dan mengubahnya menjadi metana, karbon dioksida, serta air. Komponen-komponen ini merupakan mayoritas biogas yang dikeluarkan dari sistem. Metanogenesis sensitif terhadap pH tinggi serta rendah, terjadi antara pH 6,5 dan pH 8. Sisa bahan yang tidak dapat dicerna oleh mikroba tidak dapat digunakan dan sisa bakteri mati merupakan hasil digester.
Produk Anaerobik Digester
- Biogas
Biogas terdiri dari metana (CH4), yang merupakan komponen utama gas alam, dengan persentase yang relatif tinggi (50 hingga 75 persen), karbon dioksida (CO2), hidrogen sulfida (H2S), uap air, dan sejumlah kecil bahan kimia lainnya. Energi dalam biogas dapat digunakan seperti gas alam untuk menghasilkan panas, menghasilkan listrik, menggerakkan sistem pendingin, serta kegunaan lainnya. Biogas juga dapat dimurnikan dengan menghilangkan unsur-unsur yang bersifat inert atau bernilai rendah (CO2, air, H2S, dll) untuk menghasilkan gas alam terbarukan (RNG). Gas ini dapat dijual dan disuntikkan ke dalam sistem distribusi gas alam, dikompresi dan digunakan sebagai bahan bakar kendaraan, atau diproses lebih lanjut untuk menghasilkan bahan bakar transportasi alternatif, produk energi, produk biokimia, dan bioproduk canggih lainnya.
- Digester
Digester merupakan bahan sisa yang tersisa setelah proses digester, terdiri dari bagian cair dan padat. Hal ini sering kali dipisahkan dan ditangani secara independen karena masing-masing memiliki nilai yang dapat direalisasikan dengan tingkat pasca pemrosesan yang berbeda-beda.
Dengan pengolahan yang tepat, bagian padat dan cair dari digester dapat digunakan dalam banyak aplikasi yang bermanfaat, seperti alas tidur hewan (padat), pupuk kaya nutrisi (cair dan padat), bahan dasar untuk produk berbasis bio (bioplastik), kompos kaya organik (padatan), dan/atau hanya sebagai bahan pembenah tanah (padatan). Produk hasil pencernaan dapat menjadi sumber pendapatan atau penghematan biaya serta sering kali digunakan untuk meningkatkan manfaat finansial dan lingkungan dari proyek AD atau biogas.
- Air Limbah
Hasil akhir dari sistem anaerobik digester adalah air, yang berasal dari kadar air limbah asli yang diolah dan air yang dihasilkan selama reaksi mikroba dalam sistem digester. Air ini mungkin dilepaskan dari pengeringan pencernaan atau mungkin secara implisit terpisah dari pencernaan.
Baca Juga
- Bagaimana Peran Perkembangan Energi Biomassa terhadap Devisa Negara?
- Hutan Tanaman Industri sebagai Pemasok Sumber Bahan Baku Pembangkit Listrik Tenaga Biomassa dan Bioenergi di Indonesia
Air limbah yang keluar dari fasilitas anaerobik digester biasanya memiliki tingkat kebutuhan oksigen biokimia (BOD) dan kebutuhan oksigen kimia (COD) yang meningkat. Ukuran reaktivitas limbah ini menunjukkan kemampuannya untuk mencemari. Beberapa bahan ini disebut ‘hard COD’, artinya bahan tersebut tidak dapat diakses oleh bakteri anaerob untuk diubah menjadi biogas. Jika limbah ini dibuang langsung ke aliran air, maka akan berdampak negatif dan menyebabkan eutrofikasi. Oleh karena itu, pengolahan air limbah lebih lanjut seringkali diperlukan. Perlakuan ini biasanya berupa tahap oksidasi di mana udara dialirkan melalui air dalam reaktor batch sekuensing atau unit osmosis balik.
#zonaebt #serbaterbarukan #ebtheroes
Editor: Rewinur Alifianda Hera Umarul
Referensi:
[1] What is Anaerobic Digestion?
