Produksi Kompos dengan Biochar untuk Peningkatkan Kualitas Produk Kompos dan Keuntungan Usaha

Walaupun produksi kompos dan biochar sama-sama memanfaatkan dan mendaur ulang (recycle) limbah organik tetapi ada beberapa perbedaan yakni produksi kompos dengan fermentasi aerob yang merupakan rute biologi sedangkan produksi biochar dengan pirolisis yang merupakan rute thermal. Selain itu terkait bahan baku, untuk produksi kompos bahan yang ideal memiliki kadar air 60 – 70%, memiliki kandungan hara tinggi dan kandungan lignin yang rendah seperti sisa makanan dan kotoran hewan. Sebaliknya untuk produksi biochar bahan baku yang ideal memiliki kadar air 10-20% dan kandungan lignin yang tinggi seperti biomasa kayu-kayuan. 

Sejumlah riset terkini menyatakan bahwa penambahan biochar pada proses pengomposan akan membuat proses pengomposan lebih cepat, mengurangi emisi GRK seperti metana (CH4) dan nitrogen oksida (N2O), mengurangi kehilangan amonia (NH3), menambah aerasi dan mengurangi kepadatan kompos, serta mengurangi terjadinya bau. Sedangkan untuk biochar itu sendiri tidak rusak atau terdekomposisi / terurai pada proses pengomposan tersebut tetapi memperkaya biochar dengan berbagai unsur hara.

Untuk bisa mendapatkan proses dan hasil terbaik, dosis biochar juga harus sesuai dengan jumlah bahan organik bahan baku kompos tersebut. Penggunaan biochar terlalu banyak malah akan mengganggu proses biodegradasi pengomposan ataupun jika biochar yang digunakan terlau sedikit maka efek - efek positif seperti yang disebutkan di atas tidak terasa atau tidak terjadi. Dengan dosis biochar yang sesuai biochar dapat mempercepat proses pengomposan. Hal ini terjadi karena homogenitas dan struktur campuran meningkat serta menstimulasi aktivitas mikroba pada proses pengomposan tersebut. 

Peningkatan aktivitas mikroba tersebut akan membuat suhu meningkat dan membuat waktu pengomposan lebih cepat. Berdasarkan sejumlah penelitian dosis 5% sampai 10% volume biochar pada saat awal pengomposan akan mempercepat proses pengomposan 20%. Dengan rata-rata produksi kompos memakan waktu 2 bulan (9 pekan) , dengan penambahan biochar dengan dosis tersebut di atas, maka pengomposan bisa lebih cepat 20% atau hanya menjadi sekitar 1,6 bulan (7 pekan). Dengan waktu produksi lebih pendek dan kualitas kompos lebih baik dengan tambahan biochar, maka harga jual kompos bisa lebih tinggi atau mungkin setara kompos premium. Hal tersebut sehingga bisa menutupi biaya penambahan biochar pada produksi kompos tersebut. 

Pori-pori biochar akan mengurangi bulk density dari kompos dan membantu aerasi saat pengomposan. Untuk bahan baku kompos yang kaya nitrogen (N) seperti kotoran ternak, penambahan biochar bisa mengurangi kehilangan N sewaktu pengomposan, khususnya NH3. Munculnya bau tidak enak tersebut karena lepasnya NH3 selama pengomposan sehingga karena alasan inilah banyak pembangunan fasilitas pengomposan ditolak warga masyarakat. Pada penelitian penambahan 20% biochar (mass basis) pada kotoran ayam mengurangi konsentrasi NH3 pada emisi gas hingga 64% dan kehilangan N hingga 52% tanpa mengakibatkan pengaruh negatif pada proses pengomposan. 

Pada penggunaannya kompos akan terdekomposisi dengan nutrisi / unsur hara terserap di tanaman, sedangkan biochar akan bertahan lama di tanah bahkan hingga ratusan tahun. Hal ini membuat biochar menjadi solusi jangka panjang untuk perbaikan kualitas tanah. Penggunaan biochar pada kompos akan memberi manfaat ganda, yakni jangka pendek dan jangka panjang. Manfaat jangka pendek sebagai pupuk organik, sedangkan manfaat jangka panjang perbaikan atau stabilisasi kualitas tanah serta sebagai carbon sequestration. CO2 yang diserap melalui photosintesa akan menjadi biomasa atau bahan organik sebagai bahan baku biochar dan karbon dalam biochar tidak akan terurai hingga ratusan tahun atau tidak lepas ke atmosfer selama masa tersebut. 

Belum ada data yang menunjukkan jumlah kalkulasi produksi kompos di Indonesia per tahun Namun, potensi produksi kompos dari sampah organik domestik sangat besar, mencapai sekitar 60% dari total timbuan sampah nasional yang mencapai lebih dari 60 juta ton per tahun atau lebih dari 36 juta ton sampah organik sebagai bahan baku kompos. Ada sejumlah pihak yang melakukan produksi kompos di berbagai daerah di Indonesia baik pemerintah maupun swasta yang berkontribusi dalam produksi kompos, dengan kapasitas produksi bervariasi. Dengan bahan baku bahan organik yang sangat melimpah (lebih dari 36 juta ton/tahun) tersebut produksi kompos yang diperkaya biochar bisa dilakukan sehingga memaksimalkan kualitas kompos dan manfaat-manfaat lainnya. 

Hal ini bisa dilakukan dengan membuat unit produksi biochar atau pemasangan unit pirolisis di lokasi sumber sampah organik tersebut. Bahan baku limbah organik yang kurang cocok untuk kompos bisa digunakan untuk produksi biochar. Sejumlah perusahaan sudah berencana melakukan hal tersebut. Artikel terkait baca disini. 

Produksi Wood Pellet, Solusi Masalah Sampah Biomasa Kayu-Kayuan di Perkotaan

Pemilahan adalah 50% dari solusi untuk masalah sampah perkotaan. Pemilahan terbaik adalah di lokasi sampah itu dihasilkan seperti di rumah tangga di perumahan atau pemukiman warga. Dengan pemilahan maka pengolahan sampah selanjutnya akan jauh lebih mudah. Semakin baik pemilahan dilakukan maka semakin mudah pengolahan sampah tersebut bisa dilakukan. Keengganan masyarakat untuk memilah sampah membuat permasalahan sampah semakin pelik, rawan konflik sosial dan berlarut-larut. Walaupun sulit dan ribet, membudayakan pemilahan sampah harus terus dilakukan karena apabila tidak ditangani akan menjadi masalah lingkungan serius. Paradigma pengolahan sampah juga terus berubah sesuai kondisi, yakni terkait dampak lingkungan, ketersediaan tempat pembuangan sampah, jenis dan volume sampah, seperti dibawah ini.

Apabila sampah perkotaan bisa dipilah dan diolah dengan baik maka lingkungan akan bersih dan sehat. Sebagai contoh pemilahan tersebut misalnya sampah daun-daunan dibuat kompos, sampah organik dari dapur dan sisa makanan untuk pakan atau peternakan magot, sampah kayu-kayuan berupa ranting, potongan kayu dan sebagainya untuk produksi wood pellet, dan sampah plastik untuk dipirolisis sehingga menjadi BBM atau naphta.  Dan untuk bisa diolah dengan memadai maka volume sampah juga harus mencukupi dan kontinyu. Hal ini karena pengadaan unit untuk pengolahan sampah juga cukup mahal. Pengolahan sampah juga sebaiknya ter-desentralisasi, sehingga tidak menumpuk di satu tempat saja.  Kapasitas produksi skala kelurahan atau kecamatan kelihatannya cukup baik dan sesuai untuk pembuatan unit pengolahan sampah tersebut.

Diantara sampah perkotaan tersebut adalah sampah kayu-kayuan berupa ranting, potongan kayu dan sebagainya yang bisa digunakan untuk produksi wood pellet atau pellet kayu. Sampah kayu-kayuan tersebut bisa berasal dari pemangkasan dan penebangan pohon, limbah industri pengolahan kayu maupun kayu-kayu yang menyumbat perairan seperti sungai. Penggunaan wood pellet atau pellet kayu tersebut bisa untuk memasak rumah tangga atau industri UMKM. Penggunaan wood pellet selain sebagai bahan bakar atau energi terbarukan yang ramah lingkungan, mudah penyimpanan dan penggunaan serta solusi mengatasi limbah biomasa dan mengurangi import LPG yang nilainya mencapai sekitar 63,5 trilyun setiap tahunnya.

Seiring inovasi yang terus dilakukan kompor-kompor masak berbahan bakar wood pellet semakin mudah digunakan, efisien, bersih dan aman. Bagi pemerintah daerah, produksi wood pellet dari sampah kayu-kayuan ini juga memberi banyak manfaat yakni sebagai solusi penanganan limbah tersebut, menciptakan lapangan kerja dan sosialisasi penggunaan energi terbarukan ramah lingkungan bagi masyarakat. Apabila hal ini sukses dilakukan maka ke depan pemanfaatan limbah-limbah kayu-kayuan tersebut bisa terus dikembangkan. 

Proyeksi Pengelolaan Sampah Indonesia Masa Depan : Produksi RDF dan kompos yang Diperkaya Biochar

Photo diambil dari sini

Masalah persampahan menjadi perhatian di sejumlah daerah saat ini. Hal ini karena sampah selain telah menjadi masalah lingkungan yang serius juga berdampak pada masalah sosial. Masyarakat mulai semakin menyadari tentang permasalahan sampah ini khususnya bagi masyarakat-masyarakat perkotaan yang sudah tidak memiliki lahan untuk menimbun atau membakar sampahnya dan ditambah lagi karena tempat pembuangan akhir (TPA) sudah tidak mampu lagi menampung sampah yang dihasilkan masyarakat tersebut.  Masalah banjir, pencemaran air tanah, polusi udara adalah beberapa masalah lingkungan tersebut yang apabila tidak diatasi akan menimbulkan sejumlah masalah lingkungan serius. Kesadaran masyarakat terkait sampah semakin hari seharusnya semakin baik, dan mengupayakan berbagai upaya untuk mengatasinya.

Pengomposan sampah organik di Depok, Jawa Barat

Saat ini pemerintah pusat dan juga pemerintah-pemerintah daerah sedang berupaya keras untuk mengatasi masalah sampah tersebut. Walaupun sudah berupaya keras tetapi umumnya baru sebagian kecil sampah tersebut yang bisa tertangani dan sebagian besar masih menumpuk dan terakumulasi sehingga terus menggunung. Sebagai contoh adalah masalah sampah di DKI Jakarta saat ini, yakni dengan volume sampah harian rata-rata 7.500 ton/hari baru sekitar 1.000 ton per harinya yang bisa diolah. Dengan unit produksi RDF di TPST Bantar Gebang, dengan bahan baku 2.000 ton sampah per hari yang berasal dari 1.000 ton sampah baru dan 1.000 ton sampah lama (landfill mining)  dihasilkan kurang lebih 700 ton/hari RDF. Jadi dengan hanya 1.000 ton/hari sampah baru yang bisa diolah itu artinya hanya 13% saja dari total volume sampah harian. Sedangkan kondisi-kondisi di sejumlah daerah di Indonesia juga hampir sama. 

Pengolahan sampah masa depan harus bisa mengolah sampah tersebut 100% atau zero waste. Selain itu juga produk pengolahan sampah tersebut juga harus memiliki nilai manfaat dan ekonomi. Salah satunya adalah produksi RDF dan kompos kapasitas besar. Hampir semua limbah organik bisa untuk dikomposkan sedangkan yang non-organik khususnya plastik dibuat RDF. Sampah-sampah lainnya seperti besi, kaca, keramik, dan logam-logam dipisahkan terlebih dahulu sehingga tidak menganggu proses produksi RDF dan kompos tersebut. RDF biasa digunakan sebagai bahan bakar alternatif terutama pada pabrik semen. Tetapi dengan kandungan klorin yang tinggi penggunaan RDF pada pabrik semen perlu dibatasi. 

Kadang jarak antara produksi RDF dengan pabrik semen yang jauh membuat biaya transportasi mahal dan produk RDF menjadi tidak kompetitif. Hal tersebut sehingga RDF perlu dipadatkan menjadi pellet RDF. Dengan menaikkan kepadatan dari RDF menjadi pellet selain menghemat biaya transportasi juga akan memudahkan handling, penyimpanan dan sekaligus penggunaannya. Sedangkan pada kompos untuk meningkatkan kualitasnya bisa ditambahkan biochar. Biochar tersebut ditambahkan pada saat proses pengomposan dan nantinya akan semakin banyak nutrient yang terkandung dalam kompos tersebut. Biochar dengan pori-pori mikronya akan digunakan sebagai tempat menyimpan nutrient tersebut. Selain itu penggunaan biochar sebagai carbon sink / carbon sequestration dan bisa bertahan di dalam tanah hingga ratusan bahkan ribuan tahun. Hal ini juga berpotensi sebagai tambahan pendapatan dari carbon credit. Produksi biochar dengan pirolisis juga akan menghasilkan energi panas yang bisa dimanfaatkan untuk pengeringan sampah pada produksi RDF maupun pirolisis bahan organik. 

HTC Untuk Mengolah Sampah Kota Tanpa Memilah

Sampah selalu menjadi masalah terutama kota-kota besar yang padat penduduknya. Sampah ini sudah menjadi masalah dari sejak dikeluarkan dari asalnya, pengangkutan ke tempat penimbunan hingga timbunan sampah dalam lokasi tempat pembuangan sampahnya. Salah satu hal yang menyulitkan pengolahan sampah karena sampah tersebut bercampur sehingga sulit mengolah berdasarkan jenis sampah tertentu, seperti sampah dedaunan, sampah plastik, sampah kayu, sampah kertas, sampah makanan, sampah sayuran dan sebagainya. Apabila sampah terpilah dari asalnya tentu jauh lebih baik dan lebih mudah penanganannya. Tetapi kondisi tersebut sangat sulit ditemukan atau bahkan mustahil di Indonesia. Sedangkan untuk membudayakan pembuangan sampah secara terpilah juga butuh upaya yang tidak mudah dan juga tidak cepat. 

Sampah kota selalu bercampur dari sampah organik maupun sampah anorganik, sehingga bisa diolah secara biologis maupun thermal (melibatkan panas). Proses biologis selain memakan waktu lama juga membutuhkan tempat yang luas, sehingga pada umumnya kurang disukai. Sedangkan pengolahan thermal banyak dipilih karena proses cepat dan kebutuhan tempat juga tidak luas. Ada beberapa pengolahan sampah secara thermal, yang paling sederhana yakni dengan membakarnya. Tetapi pembakaran sampah menimbulkan masalah pada polusi udara hingga penanganan gas buangnya yang juga tidak sederhana. Gas buang (flue gas) dari pembakaran sampah kota banyak mengandung gas berbahaya seperti dioxin dan furan sehingga treatmentnya mahal. Teknologi fluidized bed combustion adalah teknologi untuk pengolahan sampah secara dibakar untuk kapasitas besar. Teknologi ini telah banyak digunakan di seluruh dunia, tetapi selain harga unitnya mahal juga hanya cocok untuk pengolahan sampah skala besar. 

Teknologi lain yang bisa menangani atau mengolah sampah tanpa pemilahan (sorting) kecuali hanya logam dan kaca yakni hydrothermal carbonisation (HTC) atau wetcarbonisation. Selain itu kapasitas pengolahan untuk teknologi HTC juga bisa untuk skala kecil. Sampah tersebut akan terkonversi menjadi arang, yang kemudian bisa digunakan sebagai bahan bakar ataupun diolah lanjut. Setelah menjadi arang maka selain penyimpanan dan penggunaan mudah, juga menjadi material yang tidak bau dan  stabil. Tangki bertekanan tinggi dan berpengaduk itulah yang menjadikan teknologi ini masih relatif mahal. Kelebihannya dengan teknologi HTC hampir semua sampah kota yang dihasilkan di Indonesia bisa diolah. 

Desentralisasi Pengolahan Sampah

Dengan pengolahan sampah terdesentralisasi maka sampah menjadi tidak menggunung dan bau tidak tersebar kemana-mana baik sewaktu pengangkutan dan penimbunannya. Sebagai contoh misalnya kompleks perumahan dengan 500 rumah bisa menggunakan unit HTC kapasitas 10 ton/hari sampah. Konsep desentralisasi pengolahan sampah membuat mudharat dari sampah bisa ditekan seminimal mungkin. Lebih khusus untuk teknologi HTC maka sangat dimungkinkan dikelola berbasis komunitas tertentu, khususnya kawasan elit dan berpenduduk padat, hal ini mengingat teknologi yang relatif mahal dan penanganan sampah adalah sesuatu yang harus dilakukan dengan baik mengingat kondisi komunitas tersebut. Apabila komunitas tersebut bisa melakukan pemilahan sampah yang mereka buang, maka teknologi pengolahannya bisa lebih mudah dan murah, misalnya khusus sampah organik diolah dengan pirolisisuntuk dikonversi terutama menjadi arang, sampah plastik dipirolisis juga untuk dikonversi terutama menjadi produk bahan bakar cair dan sebagainya.