“Allahumma tawwi umurana fi ta’atika wa ta’ati rasulika waj’alna min ibadikas salihina”

WASTE TREATMENT

PENGOLAHAN LIMBAH SECARA BIOPILE

PENGERTIAN BIOPILE

Biopile adalah teknologi yang meliputi pendegradasian petroleum yang merupakan kontaminan tanah kedalam suatu tumpukan dengan dialiri udara/di aerasi supaya terjadi aktivitas mikrobia. Aktivitas mikrobia dapat dinaikkan dengan penambahan kelembaban dan nutrient seperti nitrogen dan phosphor. Aktivitas mikroba aerob dalam mendegradasi petroleum didasarkan pada kemampuan mengabsopsi partikel dalam tanah sehingga dapat mengurangi konsentrasi dari kontaminan. Biopile dibuat atas dasar untuk mengurangi pelepasan potensial migrasi ke subpermukaan lingkungan. Adanya suatu lubang pipa yang berfungsi sebagai blower untuk aerasi di dalam tumpukan. Tumpukan umumnya dilapisi dengan membran impermeable untuk mencegah adanya kontaminasi dan / atau mencegah kontaminasi dari tanah ke lingkungan dan menjaga tanah dari angin dan hujan. Biopile efektif dioperasikan saat musim panas tetapi dapat juga diopeasikan saat musim dingin dengan adanya aliran udara panas dalam proses aerasi (Anonymous, 1996a).

Teknik biopile merupakan pengembangan dari teknik pengomposan. Biopile merupakan salah satu teknik bioremediasi ex-situ yang dilakukan di permukaan tanah. Teknik ini juga disebut sebagai aerated compost pile. Oleh karena aerasi pada pengomposan terjadi secara alami, sedangkan pada biopile menggunakan pompa untuk menginjeksikan oksigen ke dalam tumpukan tanah tercemar yang diolah. Proses biodegradasi dipercepat dengan optimasi pasokan oksigen, pemberian nutrien dan mikroba serta pengaturan kelembaban (Anonymous, 2009b).

Biopile merupakan teknik penanggulangan lahan tercemar yang mirip dengan landfarning. Pada teknik landfarming, aerasi diberikan dengan cara membolak-balik tanah dengan cara dibajak, sedangkan pada biopile aerasi diberikan menggunakan peralatan. Pada biopile ada dua cara pemberian aerasi. Pertama dengan pompa penghisap untuk memasukkan oksigen dari udara ke lapisan tanah, dan yang kedua menggunakan blower untuk menginjeksikan udara ke dalam tanah (Anonymous, 2009c).

Sebagai teknik yang lebih inovatif, biopile dengan menggunakan tanaman telah dikembangkan untuk meningkatkan efisiensi remediation biopile, yang dikenal sebagai salah satu metode perbaikan tanah yang dicemari oleh hidrokarbon minyak bumi. Biopiling lebih responsif dibandingkan dengan teknologi yang lainnya untuk menyelesaikan masalah resiko remediasi karena terdapat proses pengontrolan dan optimisasi oksigen, nutrien, suhu, dan kebutuhan air selama perawatan. Biopiling juga lebih dapat dikontrol dibandingkan dengan metode yang lainnya seperti landfarming, windrowing atau soil-banking (Hough, et al. 2005).

 

  • Beberapa keuntungan penggunaan biopile adalah:
    • Kontaminasi/ limbah tanah akan terdegradasi sehingga tingkat toksisitas tanah akan berkurang.
    • Lebih sederhana dan mudah dilakukan.
    • Proses remediasinya membutuhkan waktu yang singkat yaitu 3-6 bln.
    • Biopile menawarkan biaya yang murah dibandingkan dengan teknologi penanganan limbah yang lain.
    • Biopile biayanya lebih kompetitif dengan landfilling
    • Biopile sangat efektif untuk kontaminan/ limbah organik yang sulit untuk didesorbsi.

       

  • Beberapa keterbatasan dari biopile adalah :
    • Biopile kurang efektif untuk konsentrasi kontaminan yang tinggi (>50,000 ppm total petroleum hydrocarbons).
    • Memungkinkan adanya konsentrasi logam berat ( >2.500 ppm) yang mungkin dapat menghambat pertumbuhan mikroba.
    • Membutuhkan area yang luas
    • Peningkatan kecenderungan penguapan senyawa volatile.

       

    KONDISI BIOPILE

    Penggunaan biopile untuk meremediasi kontaminan petroleum hidrokarbon dari tanah umumnya memenuhi kondisi dibawah ini, yaitu :

    • kontaminasi utama pada tanah adalah petroleum hidrokarbon
    • komponen organik seperti klorin jumlahnya sedikit.
    • konsentrasi senyawa toksik metal kurang dari 2,500 mg/kg tanah.
    • total volume tanah yang ditreatment lebih dari 250 yd3.

    Skema biopile adalah sebagai berikut :



     

     

    Efektivitas dari biopile tergantung dari :

    • Karakteristik tanah
    • Karakteristik konstituen (unsur)
    • Kondisi Iklim

     

    Proses yang dilakukan dalam biopile adalah :

    • Persiapan Tempat

    Tempat yang digunakan harus yang memiliki luas area yang cukup untuk proses biopile, memenuhi infrastruktur, dan mendukung pelayanan untuk dilakukannya proses biopile. Lahan yang datar, bebas dari halangan dibutuhkan untuk mengendalikan tanah dan konstruksi tumpukan. Jalan dan jembatan harus mampu menahan beban yang berat, seperti truk dengan muatan 36 – 40 ton. Jarak yang cukup dibutuhkan untuk stockpiling, mixing dan preparasi tanah yang akan dilakukan biopile. Pelayanan listrik yang dibutuhkan untuk mengoperasikan peralatan blower, pompa, AC dan alat-alat yang lain.

    • Persiapan Dasar

    Persiapan dasar terdiri dari 3 fungsi yaitu :

    • Menyediakan fondasi yang stabil untuk mendukung biopile dan operasi penanganan tanah.
    • Menyediakan barrier yang mampu melawan potensi migrasi dari kontaminasi ke dalam dasar tanah
    • Menyediakan 1% grade untuk menghindari genangan leachate pada biopile
    • Leachate Collection

        Sistem ini biasanya termasuk stuktur tumpukan, pipa perforasi di bagian dasar, pompa pennampung dihubungkan dengan saluran pembuangan dan tangki penampung.

    • Aerasi

        Biopile harus punya aerasi yang cukup untuk mendukung efisiensi pendegradasian kontaminan oleh milkroba. Oksigen adalah komponen yang terpenting yang menentukan keberhasilan proses biopile. Sistem pengaliran udara secara aktif dan pasif harus bisa dilakukan dengan baik.

    • Penambahan Kelembaban

    Air harus selalu tersedia dalam biopile, namun jumlahnya tidak boleh terlalu banyak. Mikroorganisme membutuhkan moisture untuk transport nutrien, untuk membawa proses metabolis, dan untuk mempertahankan struktur sel.

    • Penambahan Nutrisi

    Mikroba membutuhkan supply karbon untuk membentuk biomassa. Kontaminan dan senyawa organik alami dalam tanah secara khusus menyediakan jumlah karbon yang cukup, namun ketersediaan nutrisi yang lain seperti nitrogen , phosphor, atau potassium tidak mencukupi seperti halnya jumlah karbon.

    • Penambahan Mikroba

    Organisme secara alami tersedia namun untuk mendapatkan kultur yang spesifik perlu ditambahkan dari luar untuk mengoptimalkan degradasi hidrokarbon

    • Konstruksi

    Konstruksi yang dibuat harus :

    • Mempertahankan moisture
    • Mempertahankan panas
    • Mencegah kelebihan air, dan penambahan air yang tidak diinginkan seperti air hujan
    • Mencegah angin menerbangkan debu yang ada pada tumpukan

     

    APLIKASI

    Contoh aplikasi penggunaan teknik biopile ini yaitu untuk mengurangi cemaran dari produk minyak bumi, terutama dari tangki penyimpanan bawah tanah (Underground Storage Tank (UST)). Produk yang lebih ringan (mudah menguap) dihilangkan dengan cara dievaporasi selama proses, dan untuk cemaran yang lebih luas dengan menggunakan mikroba (Anonymous, 2009). Atau tanah yang tercemar ditumpuk, ditutup, dan diaerasi menggunakan blower setelah tanah diberi nutrien dan air yang cukup. Dengan menerapkan sistem Biopile, diharapkan proses pengolahan tanah yang tercemar minyak bumi dapat ditingkatkan dengan kapasitas pengolahan yang lebih besar dan biaya operasional dan pemeliharaan yang lebih rendah (Anonymous, 2009d).

    Proses penguraian limbah dilakukan dengan memanfaatkan kemampuan sejumlah mikroorganisme memanfaatkan limbah ini sebagai sumber karbon atau sumber nutrien. Proses penguraian ini sendiri sangat dipengaruhi oleh lingkungan mikro dan makro dari mikroorganisme. Salah satu teknik yang digunakan adalah bioagumentasi, dengan menggunakan mikroorganisme yang sudah di”pintar”kan di laboratorium. Aplikasi teknik bioaugmentasi menjadi suatu tantangan pada saat mikroorganisme yang telah terkondisikan untuk menguraikan hidrokarbon minyak bumi ini di laboratorium harus “bersaing” dan beradaptasi dengan lingkungan terbuka (Anonymous. 2009e).

    Aplikasi teknik bioaugmentasi dengan instalasi bioremediasi jenis biopile didahului dengan kegiatan karakterisasi tapak dan studi keterolahan. Studi keterolahan terhadap berbagai jenis minyak bumi (light-, medium-, dan heavy-crude) menunjukkan bahwa konsorium mikroba yang tepat dapat menguraikan campuran hidrokarbon dengan konsentrasi Total Petroleum Hydrocarbon (TPH) dengan variasi konsentrasi 10 – 15 % ke 0,2-0,8 % dalam rentang waktu 2–6 bulan. Target konsentrasi TPH adalah 1% (Seusai Kepmen LH 128/2003). Keluaran lain dari studi keterolahan adalah laju penggunaan nutrien (N dan P) oleh mikroba dan flutuasi temperatur dan pH selama proses biodegradasi berlangsung. Hasil ini kemudian digunakan sebagai dasar rancangan instalasi bioremediasi. Konsorsium mikroba di perbanyak dan dikemas untuk memudahkan transportasi ke lapangan (Pollard. 2003).

    Keberhasilan aplikasi bioremediasi di lapangan sangat tergantung pada aktifitas mikroorganisme Pemeliharan instalasi akan menciptakan kondisi yang tepat untuk pertumbuhan dan aktifitas mikroorganisme. Sel dijaga pada kelembaban 40 – 60%, penambahan nutrient dilakukan dengan frekuesi 2 mingguan. monitoring yang tepat menjadi sangat penting karena penilaian akan keberhasilan proses ditentukan dari hasil monitoring. Proses biodegradasi dimulai dengan konsentrasi TPH 3 – 5% dengan semua komposisi hidrokarbon dicampurkan untuk mengolah 12.000 m3 tanah terkontaminasi hidrokarbon minyak bumi. Permasalahan yang harus dihadapi di lapangan adalah pencampuran yang tidak akan pernah sempurna, kondisi cuaca (musim hujan dan kemarau yang ekstrim), program monitoring dengan kendala non teknis. Hasil analisis komposisi hidrokarbon dengan GC menunjukkan bahwa penurunan konsentrasi hidrokarbon disebabkan karena penguraian senyawa-senyawa tunggal di dalam campuran tersebut. Konsentrasi TPH pada akhir proses bioremediasi adalah 0,2 – 0,9% TPH. Proses berlangsung dengan penurunan TPH tercepat adalah 4 bulan dan terlama adalah 10 bulan. Mikroorganisme yang digunakan adalah konsorsium bakteri dan jamur Basidiomycetes (Suhardi, 2009).


    Daftar pustaka:

    Anonymous. 1996a. Biocell
    and Biopile Designs for Small-Scale Petroleum-Contaminated Soil Projects.
    http://www.dec.ny.gov/images/ remediation_hudson_images/stars2x1.gif. Diakses tanggal 29 September 2009

    Anonymous. 2009b. Bioremediasi Tanah. http://74.125.155.132/search?q=cache %3AxZCg5fCiIogJ%3Asumarsih07.files.wordpress.com%2F2008%2F09%2Fx-bioremediasi -tanah.pdf+biopile&hl=id&gl=id. Diakses tanggal 29 September 2009

    Anonymous . 2009c.Bioremediation of former railway yard for a town house development. http://www.remedios.uk.com/pdf/railway-yard.pdf. Diakses tanggal 29 September 2009

    Anonymous. 2009d. Biopiles. http://www.epa.gov/OUST/cat/biopiles.htm. Diakses tanggal 29 September 2009

    Anonymous. 2009e. Biopiles. http://adsabs.harvard.edu/abs/2003EAEJA…..7142C. Diakses tanggal 17 September 2009

    Beattle. 1996. Biopile Design And Construction Manual.
    https://portal.navfac.navy. mil/portal/page/portal/navfac/navfac_ww_pp/navfac_nfesc_pp/environmental/erb/documents-b/tm-2189.pdf . Diakses 29 September 2009

    Consoil . 2005. Proceedings of the 9th international FZK/TNO conference on Soil Water Systems. https://dspace.lib.cranfield.ac.uk/bitstream/1826/261 /1/ConSoil%202005-Weathered%20hydrocarbons.pdfEnvironment Ptrotection Agency (EPA). 1994. http://www.epa.gov/swerust1/pubs /tums.htm. United State. Diakses 29 September 2009

    Environment Ptrotection Agency (EPA). 2008. How to Evaluate Alternative Cleanup Technologies for Underground Storage Tank Sites: A Guide for Corrective Action Plan Reviewers. http://www.epa.gov/swerust1/cat/ biopiles.htm. United States. Diakses 29 September 2009

    Hough, Rupert,et al. 2005. Optimising The Biopiling Of Weathered Hydrocarbons Within A Risk Management Framework. https://dspace.lib.cranfield.ac.uk/bit- stream/1826/2615/1/ConSoil%202005-Weathered%20hydrocarbons.pdf. Diakses tanggal 4 Oktober 2009

    Pollard, S.J.T. 2003. Heavy Oil Wastes
    at
    Contaminated Sites: a summary of implications for decisionmakers. In: ConSoil 2003, Proceedings 8th International FZK/TNO Conference
    on Contaminated Land, 12 – 16 May 2003, Ghent, Belgium, Theme B: 1079-1085.

    Suhardi, Sri Harjati. 2009. Mengajak Mikroorganisme Bertarung Di Lingkungan Terbuka (Aplikasi teknik Biopile di ConocoPhillips Indonesia, SumateraOperation). http://74.125.155.132/search? q=cache%3A2dLNQKtkhUJ%3Aww.sith.itb.ac.id%2FAbstrakSeminarDosen2FMengajak_ Mikroorganisme_bertarung_di_Lingk_Terbuka_Dr.Sri_ Harjati.pdf+biopile&hl=id&gl=id. Diakses tanggal 29 September 2009

Iklan

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

Masukkan alamat surel Anda untuk berlangganan blog ini dan menerima pemberitahuan tulisan-tulisan baru melalui email.

Bergabunglah dengan 142 pengikut lainnya

Tulisan Terakhir

Mohon maaf jika artikel yang di sajikan berasal dari banyak sumber, sumber yang masih utuh saya tampilkan sumber aslinya, tapi seringkali saya lupa, mohon di maafkan. saya coba perbaiki terus kualitas dan kuantitas blog ini.
%d blogger menyukai ini: