Dewatering POME: Ubah Lumpur Limbah Sawit Jadi Kompos & Hemat Biaya Pabrik

Pada setiap ton tandan buah segar (FFB) yang digiling, kurang lebih 0,65 ton POME (Palm Oil Mill Effluent, limbah cair pabrik kelapa sawit) ikut lahir—angka yang cepat membengkak ke jutaan ton seiring produksi sawit global yang berada di puluhan juta ton per tahun (barformula.com). POME itu sendiri ≈95–96% air dengan hanya 4–5% total padatan (bahan organik) (researchgate.net) (researchgate.net). Dari sini, akumulasi lumpur—sekitar 50–65 kg padatan kering per ton FFB—menjadi keniscayaan di kolam-kolam.

Regulasi memperketat standar. Di Indonesia, baku mutu akhir POME mewajibkan BOD≤250 mg/L, COD≤500 mg/L, dan TSS≤300 mg/L (BOD/COD adalah indikator kebutuhan oksigen biokimia/kimia; TSS adalah total padatan tersuspensi) (saka.co.id). Artinya, padatan harus keluar dari sistem. Cara tradisional—menguras kolam—mahal dan menyita waktu. Cara baru—dewatering mekanis—memadatkan lumpur, memangkas biaya angkut, sekaligus membuka jalan untuk memanen nutrisinya.

Karakteristik dan timbunan lumpur POME

POME yang 95–96% air membawa beban organik dan padatan yang akhirnya mengendap sebagai sludge di kolam anaerob/aerob. Di Indonesia (dan Malaysia) dengan volume produksi tinggi, akumulasi berlangsung terus-menerus. Mengelola sludge bukan hanya soal kepatuhan; ini juga soal efisiensi—dan potensi nilai tambah—karena kandungan hara yang bisa dikembalikan ke lahan.

Teknologi dewatering mekanis (screw press dan centrifuge)

Tujuan dewatering sederhana: memisahkan sludge jadi cake padat dan cairan lebih jernih. Cake lebih kering artinya volume lebih kecil dan lebih mudah ditangani/diangkut; cairan dapat didaur ulang atau dipoles lebih lanjut. Secara praktis, ketika kadar padatan mencapai ≈>15% dry matter, cake menjadi “stackable” dan mudah diangkut (mdpi.com).

Screw press (press sekrup) memaksa sludge melalui screen berlubang dengan sekrup berputar; air terperas saat padatan dipadatkan. Pada umumnya feed 5–10% padatan, dan screw press bisa menaikkan kadar cake ke ~20–30% padatan (basis kering) (mdpi.com). Dalam praktik, ~20% DM umum dicapai; ~30% berada di batas atas untuk screw press (mdpi.com). Faktor sekunder seperti konsistensi feed, dosis polimer flokulan, dan ukuran bukaan screen memengaruhi hasil. Daya listrik relatif rendah (~0,4–1,2 kWh per ton feed) (mdpi.com), biaya investasi level pertanian sekitar €15k–65k (mdpi.com), dan biaya operasi rendah (~£0,44 per ton slurry) (mdpi.com). Perawatan juga ringan (komponen bergerak minim) (mdpi.com). Kekurangannya: kurang efisien menangkap koloid halus atau hara terlarut—namun tetap menghasilkan cake yang “stackable” ketika padatan >~15% (mdpi.com).

Decanting centrifuge (sentrifugasi dekantasi) memutar sludge berkecepatan tinggi; padatan yang lebih berat membentuk cake di dinding bowl, terlepas kontinu, sementara air jernih dikumpulkan terpisah. Centrifuge mampu menangani feed hingga ~15% padatan tanpa macet dan sering menghasilkan cake lebih kering serta lebih terkonsentrasi nutrisinya dibanding screw press. Konsumsi energi lebih tinggi (~2,2–5,1 kWh/ton feed) dan CAPEX jauh lebih besar (~£50k–250k) (mdpi.com) (mdpi.com). OPEX sekitar £2,21/ton feed (~5× biaya screw press) (mdpi.com). Keunggulannya: porsi padatan yang diekstraksi umumnya lebih tinggi (sering dikutip 60–90% vs 30–34% pada screw press) dan kadar padatan cake juga lebih tinggi (mdpi.com).

Polimer flokulan (mis. polimer kationik) lazim ditambahkan sebelum kedua mesin untuk mengagregasi padatan halus dan menaikkan kekeringan cake; pada sludge POME yang diflokulasi, centrifuge kerap mencapai kadar padatan di kisaran atas (~30% atau lebih) (mdpi.com). Pengaturan dosis polimer lazim dilakukan dengan peralatan seperti dosing pump, sementara pemilihan jenis bahan bantu flokulasi dapat mengandalkan portofolio flocculants yang sesuai aplikasi.

Geotekstil dan opsi sistem lainnya

Selain belt press atau multi-disc press, pendekatan yang relatif baru adalah dewatering dengan tabung geotekstil (Geotube). Sludge POME dipompa ke tabung geotekstil berpori di area terbuka; air merembes keluar, menyisakan “mulsa” terkonsolidasi di dalam. Studi kasus Malaysia menunjukkan geotube efektif mengeringkan sludge POME tanpa polimer (solmax.com), menghapus kebutuhan pengerukan kolam yang mahal. Hasilnya adalah cake kering, rapuh, dan bisa dimanfaatkan kembali sebagai pupuk. Operator melaporkan “major cost savings” serta bahwa “value of the recovered sludge offsets the recovery cost” (solmax.com).

Kinerja, biaya, dan konsumsi energi tipikal

Dari sludge POME mentah ~4–5% padatan (researchgate.net), screw press umumnya menghasilkan cake ~18–28% padatan (basis basah) (mdpi.com); centrifuge bisa melampaui ini, sering 25–35% (hingga ~40% pada beberapa desain). Pengurangan volume akibat dewatering sekitar 3–8 kali lipat.

Efisiensi pemisahan: screw press lazimnya memindahkan 30–34% padatan feed ke cake; centrifuge 60–90% (bergantung campuran feed dan kondisi) (mdpi.com). Konsumsi energi: ~0,5–1,5 kWh/ton (screw press) vs 2–5 kWh/ton (centrifuge) (mdpi.com). Biaya modal estimatif: ~€15k–65k (screw) vs €60k–250k (centrifuge); biaya operasi: ~£0,4–0,5/ton (screw) vs £2,2/ton (centrifuge) (mdpi.com) (mdpi.com). Throughput tipikal: ratusan hingga ribuan m3/hari untuk unit industri; sizing mengikuti laju produksi sludge.

Pemilihan teknologi mengikuti skala dan target: untuk pabrik kecil/menengah atau modal terbatas, screw press sering paling cost-effective (mdpi.com). Pabrik besar yang mengejar kekeringan maksimum atau penangkapan hara tinggi dapat membenarkan centrifuge. Geotube atau filter press menjadi alternatif saat area lahan pengeringan luas tersedia dan operasi tanpa polimer diinginkan.

Implementasi alur dewatering dan kontrol proses

Penerapan praktis: sludge kolam dikeduk berkala ke tangki umpan, lalu dipompa ke unit dewatering. Pantau padatan feed (idealnya >4–5%)—slurry terlalu encer menghasilkan kinerja buruk. Optimalkan tekanan press, dosis polimer, dan pengaturan screen/scroll untuk kekeringan maksimum. Pastikan cake memenuhi spesifikasi penanganan biosolid (lihat bagian berikut). Untuk memperkuat kontrol dosis polimer, integrasi perangkat seperti dosing pump membantu menstabilkan operasi.

Kandungan hara dan keamanan logam berat

Sludge POME yang didewatering adalah biofertilizer bernilai. Analisis menunjukkan sludge POME terolah dapat mengandung ~2–3% nitrogen, ~1–2% kalium, plus P, Ca, Mg, Fe, dan lain-lain. Penting: logam berat pada sludge POME umumnya sangat rendah, jauh di bawah batas fitotoksik atau akumulasi pangan. Khairuddin dkk. (2016) menemukan sludge POME memenuhi standar logam berat WHO/FAO dan memiliki “high amounts of nutrients such as Fe, K, Ca, Mg and P.” (researchgate.net). Studi lain mencatat bahwa setelah pengomposan atau perlakuan, sludge POME berisiko minimal terkait logam toksik dan aman digunakan sebagai pupuk (researchgate.net).

Manfaat tanah dan tanaman terbukti di lapangan. Di Malaysia, co-composting sludge POME dengan empty fruit bunch (EFB) dan decanter cake meningkatkan kesuburan tanah dan hasil panen; hasil plot naik dari ~23,2 ke 25,5 t FFB/ha·thn dengan kompos (vs 25,5 t dengan NPK anorganik) (jopr.mpob.gov.my). Limbah sawit yang dikomposkan menaikkan pH tanah, C organik, N total, P tersedia, serta K/Ca/Mg dapat tukar secara signifikan (jopr.mpob.gov.my). Uji rumah kaca menunjukkan tanaman dengan sludge POME atau presipitat sering tumbuh setara atau lebih baik daripada dengan NPK kimia (researchgate.net). Studi juga mencatat ketersediaan hara (khususnya N sebagai amonium/nitrat) meningkat selama pengolahan anaerob, membuat fraksi cair cepat tersedia sebagai pupuk N.

Pengomposan, pematangan, dan aplikasi lahan

Praktik terbaik adalah mengomposkan atau mematangkan cake sebelum aplikasi lahan. Padatan POME mentah masih aktif secara biologis (BOD/COD tinggi). Mencampur cake dengan residu kaya karbon seperti EFB, serpih kayu, atau biomassa lain menyeimbangkan rasio C/N dan memperbaiki aerasi saat kompos. C/N efektif ≈25–30; standar pupuk organik Indonesia (Permen Pertanian No.70/2011) mensyaratkan kompos matang (C/N < 25, patogen tidak ada, logam berat di bawah batas) (researchgate.net). Kompos POME matang berbau netral, stabil, kaya hara (N, P sebagai fosfat, K, Ca, dll.) setara pupuk kandang lain.

Dosis reuse: di kebun, kompos cake POME lazim diaplikasikan dalam parit atau disebar dekat pohon. Laju tipikal sekitar 5–10 ton cake kering/ha per aplikasi (disesuaikan kandungan hara), kadang dilengkapi NPK mineral bila perlu. Laju tepat berbasis analisis hara dan tingkat kematangan; uji agronomis kerap mencampur kompos POME dengan porsi minimal pupuk komersial.

Nilai ekonomi dan penghindaran biaya

Memakai sludge sebagai pupuk menghemat biaya pembuangan dan pembelian pupuk kimia. Agustina dan Zuhroh (2016) mengestimasi nilai hara dalam padatan POME dapat menutup 20–50% kebutuhan pupuk kebun (tergantung volume POME dan efisiensi). Penghindaran biaya ini bisa mengimbangi CAPEX/OPEX dewatering (solmax.com). Di Malaysia, studi kasus melaporkan produksi kompos dari sludge POME menciptakan arus pendapatan: “the recovered sludge’s value offsets the cost of recovery” (solmax.com). Beberapa pabrik bahkan mendaftarkan pengomposan POME di skema carbon‐offset, sebab kompos menghindari emisi metana dari kolam.

Rekomendasi operasional dan analisis biaya‑manfaat

Penerapan dewatering mekanis: untuk pabrik menengah‑besar di Indonesia, memasang unit dewatering (screw press atau centrifuge) setelah kolam anaerob/aerob sangat dianjurkan. Ini langsung menyusutkan volume sludge (sering 70–80% bila cake mencapai ~20–30% padatan) dan menghasilkan cake yang relatif kering dan mudah ditangani (mdpi.com). Evaluasi biaya vs kapasitas: screw press (≈€15–65k) cost‑effective untuk sistem moderat; centrifuge (≫€50k) cocok untuk kapasitas tinggi dan target penangkapan hara maksimum. Biaya jalan (energi, perawatan) moderat tapi perlu dianggarkan (≈0,5–2 kWh/ton; ~£0,4–2,2/ton feed) (mdpi.com) (mdpi.com). Sertakan dosing polimer untuk meningkatkan recovery padatan; pilihan bahan dapat diarahkan lewat flocculants yang kompatibel dengan POME.

Strategi reuse: rencanakan reuse langsung atas padatan yang didewatering. Sediakan area pengomposan (windrow atau static pile)—idealnya co‑compost dengan serat/chips sawit untuk mengatur C/N. Target kompos matang (C/N≈20–25, kadar air ≈40%), yang aman diaplikasikan. Latih operator untuk uji kandungan hara dan kelembapan. Aplikasikan kompos ke kebun sawit sebagai amelioran/pupuk alih‑alih dibuang (jopr.mpob.gov.my) (researchgate.net).

Monitoring dan optimasi: uji efluen sebelum/sesudah dewatering untuk memastikan klarifikasi efektif (efluen terpolish akan jauh menurun TSS dan BOD). Untuk cake/kompos, analisis N, P, K, dan logam berat berkala. Pastikan kepatuhan standar pupuk organik nasional (Permen Pertanian 70/2011). Sesuaikan parameter dewatering dan pengomposan (ukuran screen, waktu tinggal, bahan bulking) demi recovery padatan dan retensi hara maksimum.

Analisis biaya‑manfaat: gunakan data untuk menunjukkan payback. Estimasi pengganti pupuk (kg nilai NPK per ton sludge) vs OPEX dewatering. Menurut Lyons dkk., mechanical separation memiliki biaya proses ~5× lebih rendah per ton dibanding centrifugation (mdpi.com); nilai hara yang dipulihkan dapat dibandingkan harga pupuk kimia untuk menunjukkan net gain. Banyak pabrik mendapati dewatering dan reuse sludge menjadi profitable lewat penghematan dredging, pembangunan kolam baru, dan pembelian pupuk (solmax.com) (jopr.mpob.gov.my).

Ringkasan temuan kunci

Sludge POME terolah bersifat kaya hara dan berisiko rendah. Ia dapat menggantikan sebagian NPK kimia: studi menunjukkan kompos POME menaikkan hasil sawit ~8–10% dan secara signifikan meningkatkan C organik tanah, N, P, K, Ca, Mg (jopr.mpob.gov.my). Konsentrasi logam berat dalam sludge POME umumnya jauh di bawah batas regulasi. Bagi manajer kebun, ini berarti sludge POME adalah biofertilizer bernilai. Pengomposan/pematangan yang tepat (mengacu standar pupuk Indonesia) adalah esensial. Dengan mendaur ulang sludge on‑site, pabrik memangkas biaya pembuangan dan memperoleh pupuk organik gratis (bahkan bisa dijual), meningkatkan keberlanjutan dan ekonomi (solmax.com) (jopr.mpob.gov.my).

Catatan sumber

Rujukan: studi industri, riset terindeks, dan pedoman pengolahan (barformula.com) (researchgate.net) (researchgate.net) (saka.co.id) (mdpi.com) (mdpi.com) (mdpi.com) (researchgate.net) (jopr.mpob.gov.my) (solmax.com).