Data lapangan menunjukkan lumpur kolam dan RAS kaya hara untuk pupuk sekaligus bahan baku biogas. Dengan komposting atau pencernaan anaerobik yang tepat, angka-angka kunci bergerak dari 1,5–1,8% N dan 0,8–1,1% P₂O₅ menjadi 229–381 L CH₄/kg VS.
Limbah padat budidaya ikan ternyata bernilai. Analisis menunjukkan kompos “pond sediment” matang memuat ~30–35% karbon organik dengan ~1,5–1,8% nitrogen total serta ~0,8–1,1% fosfor (basis P₂O₅) dan ~1,5–1,6% kalium, setara banyak pupuk organik berbasis kotoran ternak (researchgate.net) (researchgate.net).
Di sisi energi, pencernaan anaerobik (anaerobic digestion/AD: penguraian tanpa oksigen untuk menghasilkan biogas) atas sludge ikan menghasilkan metana 229–381 L CH₄/kg VS (VS: volatile solids, fraksi organik mudah terurai) — ekuivalen ~1,5–2,5 kWh per kg VS. Pada skala pertanian, 1 ton VS bisa berarti ~1,5–2,5 MWh panas/listrik (frontiersin.org) (mdpi.com).
Dengan stabilisasi yang benar, produk akhir—baik kompos maupun digestate—umumnya memenuhi standar mikroba dan logam berat. Aturan Indonesia (Perm. 70/2011) menjadi acuan parameter organik C, rasio C/N, N-P₂O₅-K₂O, hingga E. coli dan Salmonella (scribd.com).
Reject Dewatering RAS: MBBR vs Presipitasi Kimia, Integrasi Skid Mudah
Komposisi hara dan rasio C:N
Karak dkk. (2013) melaporkan kompos dari sedimen kolam ikan dengan 321 g C/kg (32,1% OC), 16,9 g N/kg (1,69% N), dan 0,83–1,14% P₂O₅ serta 1,52–1,61% K₂O. Rasio C:N condong ~15–18, cukup rendah untuk ketersediaan hara (researchgate.net) (researchgate.net).
Campuran sedimen kolam pangasius dengan jerami padi (30% sludge + 70% jerami) menghasilkan amandemen organik dengan bahan organik dan N total tertinggi di antara campuran yang diuji (researchgate.net), dan lolos 15 dari 18 indikator mutu pupuk organik Vietnam (js.vnu.edu.vn).
Stabilisasi komposting aerob
Untuk aplikasi aman di lahan, stabilisasi aerob—komposting dengan bahan penggembur seperti jerami/limbah vegetasi—direkomendasikan. Kompos lumpur kolam matang dalam ~6–8 minggu, berwarna cokelat tua, pH ≈7–8, kapasitas menahan air >3 g air/g, dan beraroma “tanah hutan” (researchgate.net) (researchgate.net).
Komposting aerob menghancurkan patogen dan mengubah N terlarut menjadi bentuk organik stabil (researchgate.net). Aturan Indonesia (Perm. 70/2011) mewajibkan parameter ketat C/N, logam berat, dan mikroba; contoh: C minimum (>15%), C/N maksimum (<25), serta batas Pb, Cd, Hg, As (umumnya puluhan mg/kg) dan ketiadaan/angka sangat rendah E. coli/Salmonella (scribd.com).
Kompos lumpur kolam yang matang pada studi Karak dkk. bebas Salmonella dan koliform berlebih, indeks perkecambahan >89% (non-fitotoksik), serta logam berat rendah: Cu ≈244 mg/kg, Zn ≈812 mg/kg, Pb ≈62 mg/kg — tipikal di bawah ambang regulasi (researchgate.net).
Kinerja di lahan dan formulasi
Uji tanam menegaskan efektivitas kompos berbasis sludge. Kombinasi sedimen ikan daur ulang + jerami disandingkan dengan NPK kimia sebagian mempertahankan hasil sayuran sekaligus memangkas input kimia 25–75% (researchgate.net). Hasil mentimun tertinggi pada campuran 50% kimia/50% organik, dan kangkung air pada 25%/75% (researchgate.net), sementara 100% organik (tanpa kimia) jauh lebih rendah (researchgate.net).
Nguyen dkk. (2020) menunjukkan optimum 50% anorganik + 50% kompos sludge menghasilkan ~28,7 t/ha mentimun di musim hujan—sebanding dengan hasil standar lokal dengan catatan separuh area berada pada produksi ikan (mdpi.com).
Dosis aplikasi dan angka praktis
Rentang aplikasi yang dilaporkan bervariasi, misalnya 10–30 t/ha kompos untuk menyamai kebutuhan N tanaman. Aturan praktis: setiap ton bahan organik (kering) menyumbang ~10–15 kg N; karena itu 20 t/ha kompos berbasis sludge (~1,5% N) memasok ~300 kg N/ha total (lepas-terkendali), cukup menggantikan 25–50% N pada banyak sistem.
Pencernaan anaerobik dan metana
Sludge akuakultur dapat dicerna anaerob (AD) untuk biogas. Uji batch pada sludge RAS lele Afrika mencatat ~229 L CH₄/kg VS; dalam CSTR (continuous stirred-tank reactor: reaktor campur berkelanjutan) murni sludge memberi ~265 L/kg, dan ko-pencernaan dengan 25% residu tanaman mentimun meningkatkan ~381 L/kg. UASB (upflow anaerobic sludge blanket: reaktor aliran ke atas dengan selimut lumpur) mencapai ~329 L/kg (frontiersin.org).
Angka ini sejalan literatur: Gebauer (2004) pada sludge akuakultur laut ~0,26–0,28 L CH₄/g VS (260–280 L/kg) dan uji ikan payau lain 0,27–0,33 L CH₄/g (mdpi.com) (mdpi.com). Kandungan padatan sering ~50–70% VS dan kadar kering (DM) ≈5–8% pada kolam, sedangkan sludge RAS sangat encer (~1% TS; TS: total solids) (frontiersin.org).
Dilusi rendah TS menurunkan keluaran per reaktor dan bisa menaikkan H₂S; karenanya ko-pencernaan dengan limbah pertanian lain (mis. residu tanaman) sering direkomendasikan untuk meningkatkan beban organik dan memperbaiki C:N (frontiersin.org).
Output energi dan sinergi sistem
Satu meter kubik biogas (~60% CH₄ tipikal) ≈6,5 kWh energi (mdpi.com). Dengan demikian 229–381 L CH₄/kg VS setara ~1,5–2,5 kWh/kg VS. Contohnya, mencerna 1 ton VS (setelah penebalan) menghasilkan ~229–381 m³ CH₄, ekuivalen ~1,5–2,5 MWh panas/listrik (frontiersin.org) (mdpi.com).
Praktiknya, di Jerman ada contoh RAS lele air hangat yang berdampingan dengan pembangkit biogas CHP (combined heat-and-power). Panas digester dimanfaatkan untuk menghangatkan tangki ikan, sementara listrik/ panas dapat dijual—suatu sinergi yang mengembalikan hara dan energi dalam satu putaran (frontiersin.org).
Digestate sebagai pupuk
Digestate (padatan/cairan pasca-AD) juga berfungsi sebagai pupuk. Profil nutrisinya mirip atau sedikit meningkat dibanding kompos; mayoritas N berada sebagai amonium (siap serap tanaman), sementara P dan K terjaga. Uji menunjukkan digestate mendukung pertumbuhan tanaman sebanding dengan kotoran mentah atau kompos (researchgate.net). Aplikasi bisa sebagai slurry atau setelah dewatering menjadi produk pelet—tetap tunduk uji patogen dan logam berat sebelum ke lahan.
Cara Menghilangkan Air Bau Lumpur: Kimia, Biofilter & Ventilasi
Standar regulasi dan keamanan
Regulasi Indonesia (Perm. 70/2011) menetapkan kriteria mutu pupuk organik: kandungan C organik, rasio C/N, N–P₂O₅–K₂O, dan batas kontaminan (logam berat, patogen) (scribd.com). Dalam praktik, kompos/ digestate yang diproses benar biasanya memenuhi standar jika sumber sludge bebas cemaran. Uji Karak dkk. menunjukkan Zn ~812 mg/kg dan Pb ~62 mg/kg dalam batas aman, GI 89–96% menandakan non-fitotoksik (researchgate.net).
Bila diperlukan, pasteurisasi atau stabilisasi kapur dapat menambah margin keamanan. Konversi sludge menjadi pupuk juga membantu kepatuhan: pembuangan sludge mentah ke perairan memicu pencemaran (sagu.ejournal.unri.ac.id), sedangkan komposting/AD terkontrol “menutup siklus” secara legal.
Pra-perlakuan dan pemisahan padatan
Pengambilan nilai dari sludge bergantung pada penangkapan padatan lebih dulu. Unit pemisahan primer seperti screens dan sistem pemisahan fisik membantu memisahkan debris >1 mm sebelum stabilisasi.
Pemadatan dan klarifikasi dapat dibantu oleh automatic screen beroperasi kontinu untuk beban partikel tinggi, sebelum masuk ke penebalan atau pengeringan.
Untuk pengendapan gravitasional yang ringkas, lamella settler menurunkan jejak lahan dibanding klarifier konvensional, relevan ketika ruang instalasi terbatas.
Pada aliran dengan TSS tinggi yang ingin dikonsentrasikan, DAF lazim dipakai sebagai tahap flotasi sebelum komposting atau AD, terutama saat targetnya meningkatkan TS untuk efisiensi reaktor.
Integrasi ke tahap biologis lanjutan dapat memanfaatkan sistem pencernaan biologis untuk operasi anaerob/aerob sesuai strategi pengolahan yang dipilih.
Peralatan pendukung seperti ancillaries pengolahan air limbah menunjang dosing, instrumentasi, dan handling lumpur saat transisi dari pemisahan fisik ke stabilisasi biologis.
Angka kunci
- Komposisi kompos sludge: N ~1,6%, P₂O₅ ~0,9%, K₂O ~1,6%; C ~30–35%; C:N ~15–18 (researchgate.net) (researchgate.net).
- Komposting: maturasi ~6–8 minggu; pH ≈7–8; water-holding capacity >3 g air/g; bebas Salmonella; GI 89–96%; Cu ≈244 mg/kg, Zn ≈812 mg/kg, Pb ≈62 mg/kg (researchgate.net).
- Uji tanam: pengurangan pupuk kimia 25–75% tanpa kehilangan hasil; optimum 50% anorganik + 50% kompos (mentimun ~28,7 t/ha musim hujan); 100% organik lebih rendah (researchgate.net) (mdpi.com) (researchgate.net).
- Dosis: 10–30 t/ha; aturan praktis ~10–15 kg N/ton organik; 20 t/ha (~1,5% N) ≈300 kg N/ha.
- AD: 229–381 L CH₄/kg VS (batch/CSTR/ko-pencernaan/UASB), literatur 260–280 L/kg dan 0,27–0,33 L/g; TS sludge kolam 5–8% DM, sludge RAS ~1% TS; biogas 1 m³ ≈6,5 kWh; setara ~1,5–2,5 kWh/kg VS; 1 ton VS ≈229–381 m³ CH₄ (~1,5–2,5 MWh) (frontiersin.org) (mdpi.com) (mdpi.com) (mdpi.com).
RAS Hemat Air: Cara Reuse Air Backwash hingga 96%
Sumber data
Sumber utama: Dang dkk. 2024 (VNU Journal), Chau dkk. 2021 (Clean Tech & Env. Pol.), Klein dkk. 2024 (Frontiers), Karak dkk. 2013 (Clean–Soil Air Water), Nguyen dkk. 2020 (MDPI Agronomy), dan teks regulasi Indonesia (js.vnu.edu.vn) (researchgate.net) (frontiersin.org) (scribd.com), dan lainnya.
