430 likes | 878 Views
PENGOMPOSAN. DEFINISI. Pengomposan : dekomposisi b.o sec. biologis aerobik terkontrol m’jadi produk stabil spt humus, disebut kompos. Proses sama dg dekomposisi alami, kecuali bhw proses tsb dipacu & diakselerasi (dg m’campur b.o dg bahan2 lain) utk optimalkan pertumbuhan mikrobial.
E N D
DEFINISI • Pengomposan : dekomposisi b.o sec. biologis aerobik terkontrol m’jadi produk stabil spt humus, disebut kompos. • Proses sama dg dekomposisi alami, kecuali bhw proses tsb dipacu & diakselerasi (dg m’campur b.o dg bahan2 lain) utk optimalkan pertumbuhan mikrobial.
MANFAAT PENGOMPOSAN • perbaikan penanganan manure • reduksi bau, lalat & vektor lain • tingkatkan kesuburan, tilt dan kapasitas simpan air tanah • dpt disimpan lama
ELEMEN PERENCANAAN FASILITAS PENGOMPOSAN • Investigasi tempat • Rancang resep • Rancang fasilitas • Rencana pemanfaatan limbah • Rencana pengoperasian & pemeliharaan
LATAR BELAKANG • Pengomposan: proses dekomposisi b.o oleh b’bagai m.o aerobik utk dapatkan enerji dan materi yg diperlukan utk tumbuh & reproduksi. • Kompos : hasil dekomposisi + m.o hidup & mati + bahan tidak t’dekomposisi. • M.o butuh kondisi nutrisi (makro, mikro) & lingkungan (air, oksigen, t, pH)
PROSES PENGOMPOSAN • M.o aerobik mendominasi oki perlu manjemen ratio C:N, suplai oksigen, kelembaban, t & pH tumpukan kompos. • 2 periode: 1. Pengomposan aktif 2. Pemulihan (curing, 1-6 bulan)
KISARAN SUHU KOMPOS • Pengomposan aktif: 3 kisaran suhu a. Psychrofilik (< 50°F) b. Mesofilik (50 - 105°F) c. Thermofilik (> 105°F). Kisaran t tunjukan puncak pertumbuhan & efisiensi. • Ada short lag period di awal. • Pada saat curing: t rendah.
MIKRO ORGANISME • 3 kelas: bakteri, fungi, actinomycetes. • Bakteri: dekomposer cepat, bbrp dpt degradasi selulosa, pH 6 – 7,5 , tdk thn pH rendah, bs bentuk endospora. • Fungi: lbh besar dr bakteri, t’susun dr filamen, ada di thp akhir, urai senyawa tahan busuk/b’kayu, thn RH/ pH rendah, tdk thn O2 rendah, t > 140°F.
MIKRO ORGANISME (lanjut) • Actinomycetes: dilihat dr struktur & ukuran = bakteri, tp krn buat filamen & bs pakai substrat b’variasi = fungi. Hslkn protease ekstrasel, bs lisis bakteri lain, nyata di thp akhir (RH rendah, pH asam). • Organisme lbh tinggi (protozoa, rotifer, nematoda) ada bl t rendah. Bantu degradasi lignin & pectin.
Nitrogenhorse manure with litterhorse manuregrass clippingscow manurecoffee groundsvegetable wastepoultry manure (with litter)poultry manure (fresh)pig manure Carbonwood chips and sawdustpaperbarkstrawcorn stalksfoliage (leaves) Compost Materials that are High in Carbon & Nitrogen (from highest to lowest)
TRANSFORMASI KIMIAWI (1) • Proses katabolis: senyawa kompleks -> sederhana dg bbrp reaksi kimia. • Proses sintesis: bentuk senyawa kompleks baru, butuh enerji. • 2 cara dpt enerji metabolisme utk m.o heterotrofik: a. Respirasi b. Fermentasi
TRANSFORMASI KIMIAWI (2) • Respirasi: bs aerobik & non aerobik. • Respirasi aerobik: - gunakan oksigen molekuler (O2) [C,O,4H] + O2 CO2 + 2H2O + enerji - bukan reaksi tunggal - lbh disukai (lbh efisien, enerji hsl >, pd t tinggi, tdk ada senyawa bau).
TRANSFORMASI KIMIAWI (3) • Respirasi anaerobik: - gunakan akseptor elektron nitrat (NO3-), sulfat (SO42-) & karbonat (CO32-) utk dptkn enerji. - hslkan senyawa b’bau (H2S & CH4). - formasi as. org. intermediat, detrimental utk m.o aerob.
TRANSFORMASI KIMIAWI (4) • Fermentasi: - plg simpel (tdk perlu O2, konversi ke produk akhir; bukan bhn sel), tdk efisien (enerji hsl sedikit).
TRANSFORMASI KIMIAWI (5) • Katabolis protein: Proteins + O2 seny. amino kompl. + CO2 + enerji + produk lain Proteosa pepton asam amino asam amida • Sintesis material seluler: - gunakan produk digesti protein & aa - hanya bila t’sedia cukup karbon.
TRANSFORMASI KIMIAWI (6) • Bila karbon tdk cukupamonifikasi, hslkn amonia (NH3) atau ion amonium (NH4+) a. R-NH3 + HOH R-OH + NH3+enerji (pH>7/ t tinggi), atau interkonversi b. 2NH3 + H2CO3 (NH4)2CO3 <-->2NH4+ + CO32- (pH<7)
TRANSFORMASI KIMIAWI (7) • Nitrifikasi: - ion NH3/NH4+ dioksidasi nitrat - 2 proses & macam bakteri: a. NH4+ + 1½ O2 NO2- + H2O + 2H+ + enerji (b. autotrofik) b. NO2- + ½ O2 NO3- + enerji (b. nitrifikasi) - terjadi pada p. curing; krn NO2- toksik bg tanaman, perlu wkt cukup & aerasi
TRANSFORMASI KIMIAWI (8) • Denitrifikasi: - Terjadi pd lingk. kurang O2. - Pelaku b. aerob & anaerob. - NO3- NO2- N2O (nitrus oksida) N2 (gas) (b. aerob) - HNO3- + H2 NH2 + N2O (b.anaerob) - N2O senyawa b’bau, tdk dikehendaki - Hindari dg aerasi yg baik
NITROGEN HILANG • N hilang selama pengomposan b’variasi tgt: bahan, metode & manajemen; unggas 60-70%, sapi 55 % (Martins & Dewes, 1992), unggas 3-30 % (Hansen et al., 1990). • Bisa kontaminasi air tanah, mslh bau, kand. N kompos. • 3 jalur: emisi gas (utama), leaching & denitrifikasi.
N hilang via emisi gas • 46,8-77,4 % (Martin & Dewes, 1992). • Mayoritas sbg amonia (NH3) & persentase kecil sbg nitrus oksida (N2O). • Faktor pelepasan NH3: a..pH; >8 promosi konversi NH4+ jd NH3 b. Ekuilibrium (NH4+/NH3) c. Kecepatan mineralisasi seny. N organik. d. Rasio C:N; rendah emisi meningkat. e. Suhu; tinggi emisi meningkat. f. Aerasi; sering dibalik emisi meningkat
N hilang via leaching • Terutama sbg N terikat, ion amonium (NH4+), sebag. kecil sbg nitrat (NO3-). • Nitrat b’potensi kontaminasi air tanah, meski jmlhnya tdk signifikan dlm leachate kompos. • Terutama terjadi pd mgg pertama, stlh itu t’utama krn air hujan (tdk diberi penutup). • Faktor yg t’kait: jmlh leachate, kand. N leachate, proporsi fraksi N pd leachate, tipe bahan, titik prses pengomposan aktif, frek. pembalikan. • Formasi NO3—N indikasi proses aerobik baik.
RASIO C:N • M.o butuh makro nutrisi: C, N, P & K. • C & N adlh nutrisi utama, punya efek t’besar pd pengomposan, rasio baik b’arti nutrisi lain jmlhnya memadai. • C sbg sumber enerji & utuk pertumb. mikroba • N utk sintesis material seluler. • C:N awal 20-40 utk pengomposan cepat. • Hal lain yg penting adalah bentuk k’t’sediaan.
OKSIGEN • Penting utk kehidupan m.o aerobik. • Jika tdk memadai, m.o anaerob akan dominasi, proses lambat, timbul bau. • Min. 5 %. • Cara suplai: aerasi paksa atau pasif. • Ingat! M.o butuh aqueous env. utk b’fungsi shg oksigen mgkn t’hambat sampai ke m.o.
AIR • M.o butuh aqueous env. utk b’gerak, transport nutrisi, medium reaksi kimia. • 40-65 %, <15 % aktivitas mikroba t’henti. • Selama pengomposan, b’fluktuasi, perlu pemantauan. • Faktor tipe bahan, porous vs padat. • Air utk mekanisme pendinginan.
KONTROL & P’ATURAN PH (1) • Kisaran ideal: 6,5-8, tp pH bahan baku tdk sign. pengaruhi proses krn m.o hidup pd berbagai pH. • Akhir proses pH 7,5-8, brppun pH awalnya. • Variasi pH selama proses krn: - pH bahan baku - produk &intermediat selama proses • Bbrp hr awal periode pengomp.aktif, pH 4-6 krn: - formasi asam organik pd z. anerob - formasi asam organik intermediat krn substrat C b’lebih
KONTROL & P’ATURAN PH (2) • Knds asam detrimental utk bakteri & melambatkn proses. Tp fungi konsumsi seny. asam. • Ada kapasitas buffering alami dr tumpukantdk perlu atur pH • Perlu perhatian dg bhn N tinggibasaberi bhn penurun pH (superfosfat, 2-5% BK manure sapi) • Bila knds asam b’langsung lama sejak awalberi penaik pH (kapur (Ca(OH)2)). Kendala: volatilisasi amonia.
KARAKTERISTIK FISIK • Pengaruhi: aerasi, jumlah dekomposisi, kemampuan p’tahankn konds aerobik tumpk. • 3 karaktrstk utama: a. Porositas: ukuran ruang udara b. Tekstur: proporsi relatif b’bagai ukuran partikel bhn, luasan t’sedia utk m.o. c. Struktur: kemampuan partikel utk menahan pengompakan.
RANC. CAMPURAN KOMPOS • Komponen camp. kompos: substrat primer (bhn utama limbah yg diberi perlakuan), amandmen (bahn tmbhn utk p’baiki C:N, pH, stabilitas, kelembaban) & agen ‘bulking’ (bhn tahan p’busukan utk struktur & porositas; bisa sbg amandment sekaligus ). • Tipikal bhn baku. • Determinasi resep kompos, 2 cara: * Tentukan prop. bhn diperlukan utk C:N camp. * Tentukan C:N camp. b’dsrk. kuant. bhn t’sedia kmdn seimbangkan C:N & kelembaban.
MONITORING SUHU • Suhu: indikator aktv. mikrobial. Normal: suhu meningkat dg berkembangnya pop. mikrobial. • Penyebab gagal memanas (pd kedalaman 12-18 inch): * Dekomp. aerobik tdk t’jadi: (aerasi kurang, sumber C atau N tdk memadai, kelembaban rendah, pH rendah). * Kehilangan panas b’lebih: ukuran tumpk. terlalu kecil. * Campuran awal steril (pop. mikroba sedikit). * Kehilangan struktur & porositas, biasanya stlh capai thermofilik. • Suhu tdk merata, ada cold spot (indks anaerobik). • Over heat, why?
MONITORING KELEMBABAN • Kelembabn b’variasi selama proses krn evaporasi atau presipitasi. 40-60 % ideal. • Tumpk. basah: proses lambat/t’henti anaerob bau. • Tump. kering: detrimental utk aktivitas mikrobial, m’bentuk debu yg bawa bau & pathogen jamur Aspergillus fumigatus. • Terkait dg iklim. • Metode koreksi: p’balikan/penyemprotan air. • Squeeze test, how?
MONITORING O2 & CO2 • Kadar O2: indikator proses. • Aktv aerobik kons. O2 kadar O2 ↓. Selama pengomps. aktif, kadar O2 rendah. • Stlh matang (aktv. m.o lambat), kadar O2 . • P’ukuran kelembaban tdk seakurat suhu. • Krn CO2 adl produk respirasi aerobik, bs jg sbg indikator aktv. mikrobial, tp kebalikannya.
MANAJEMEN BAU • Stlh suhu, bau adl indikator t’mudah utk ketahui apakah konds. tumpukan aerobik/tdk. • 2 mcm bau: a. Bau busuk (spt belerang) anaerob, penyebab: kelembbn , porositas ↓. Jk kelembbn tdk mslh, mungkin ukuran terlalu besarkompakaerasi kurang. b. Bau amonia: kurangi frek. pembalikan, atau tambah bhn kaya karbon. • Metode deteksi terbaik dg hidung.
Compost Troubleshooting Guide • Rotten smell : a. Excessive moisture (anaerobic conditions): Turn pile or add dry, porous material, such as sawdust, wood chips or straw