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.

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

PRINSIP PENGOMPOSAN

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.

BAKTERI & ACTINOMYCETES

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.

Compost Materials that are High in Carbon & Nitrogen (from highest to lowest) Nitrogen horse manure with litter horse manure grass clippings cow manure coffee grounds vegetable waste poultry manure (with litter) poultry manure (fresh) pig manure Carbon wood chips and sawdust paper bark straw corn stalks foliage (leaves)

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 cukupamonifikasi, 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 tumpukantdk perlu atur pH Perlu perhatian dg bhn N tinggibasaberi bhn penurun pH (superfosfat, 2-5% BK manure sapi) Bila knds asam b’langsung lama sejak awalberi 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 besarkompakaerasi 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

Compost Troubleshooting Guide Problem Possible Cause Solution Rotten smell Excessive moisture (anaerobic conditions) Turn pile or add dry, porous material, such as sawdust, wood chips or straw Compaction (anaerobic conditions) Turn pile or make the pile smaller Ammonia smell Too much nitrogen; not enough carbon Add high-carbon material, such as sawdust, wood chips or straw Pile not heating up Pile too small Make pile bigger or insulate with straw Not enough moisture Add water while turning pile Poor air circulation Turn pile Lack of nitrogen Mix in nitrogen sources, such as grass clippings or manure Cold weather Make the pile bigger or insulate the pile with a layer of straw Pile too hot Pile too large Make smaller Not enough air Pests (raccoons, rats, etc.) Meat scraps or fatty food waste in the pile Remove meat and fatty foods