Fenomena Souring pada IPAL PKS : Kenali Penyebab dan Dampaknya

Produksi limbah cair pabrik kelapa sawit (POME) sangat besar, bahkan hingga mencapai ribuan m³/hari, dengan beban parameter organik (COD) yang sangat tinggi. Beban organik yang tinggi memicu bakteri asam bekerja cepat, menghasilkan Volatile Fatty Acid (VFA) lebih banyak dibanding kapasitas yang bisa diimbangi bakteri metanogen (pengolah asam menjadi metana).

Apa Itu Fenomena Souring pada Kolam Anaerobik

Definisi Souring

Istilah “souring” diambil dari kata “sour” yang berarti asam. Artinya, souring merupakan situasi pengasaman ekstrem ketika laju produksi asam dalam kolam POME melebih kapasitas penampungannya.

Asam dalam kolam dihasilkan oleh bakteri acidogen, yang bertugas mengubah senyawa organik menjadi Volatile Fatty Acid (VFA). VFA ini yang kemudian diolah menjadi substrat atau bahan baku untuk dikonversi oleh bakteri metanogen menjadi gas metana sebagai sumber utama biogas. 

Souring terjadi ketika produksi VFA jauh melampaui kapasitas yang dapat diolah, hingga menonaktifkan peran bakteri metanogen. Akibatnya, kadar asam dalam kolam POME menumpuk dan mengakibatkan pH kolam menurun secara drastis. Kesalahan dalam pengelolaan IPAL dapat menyebabkan siklus permasalahan yang berkepanjangan.

Ciri-Ciri Fisik dan Kimia Kolam yang Mengalami Souring

Souring tidak terjadi dalam semalam, namun dimulai dengan munculnya beberapa ciri-ciri yang dapat diidentifikasi baik bersifat fisik maupun kimia. Beberapa ciri fisik kolam yang mengalami souring diantaranya : 

1. Munculnya Busa / Buih Berlebih di Permukaan

VFA yang menumpuk berperan sebagai surfaktan alami, yakni berfungsi menurunkan tegangan permukaan cairan yang membuat gelembung biogas yang terbentuk menjadi lebih stabil dan menumpuk sebagai busa di permukaan kolam.

2. Perubahan Warna

Kolam anaerobik normalnya berwarna gelap pekat (coklat tua-hitam), tanda aktivitas mikroba yang aktif. Saat souring, warna kolam bisa jadi lebih terang atau bahkan lebih keruh karena struktur lumpur (biomassa) yang rusak.

3. Aktivitas Gelembung Gas Berkurang

Kolam yang sehat biasanya ditandai dengan munculnya gelembung biogas ke permukaan. Saat bakteri metanogen tertekan, aktivitas gelembung menjadi berkurang.

4. Bau menyengat

Senyawa asam memang memiliki bau yang cenderung tajam dan menyengat, sehingga apabila kadar asam kolam anaerobik POME meningkat baunya cenderung menusuk tajam. Berbeda dengan kolam normal yang cenderung “earthy”.

Selain ciri fisik, ada juga beberapa ciri yang tidak terlihat kasat mata namun dapat diukur menggunakan indikator kimia, diantaranya : 

1. pH Turun Drastis

pH yang normalnya stabil di kisaran netral akan menurun drastis ketika souring. Penurunan pH akan menurunkan peran bakteri metanogen, di mana <6,5 bakteri akan mulai tertekan, dan <6,0 aktivitas bakteri akan berhenti total.

2. VFA Meningkat

Beban organik yang besar menyebabkan bakteri acidogen bekerja mengurai bahan organik secara masif menjadi asam. Alhasil, VFA yang dihasilkan melebihi kapasitas metanogen untuk mengkonversi menjadi metana. 

Tumpukan POME membebani bakteri metanogen, sehingga produksi asam terus berjalan tanpa sempat dikonversi menjadi metana. Peningkatan VFA mengindikasikan proses anaerobik yang tidak berjalan normal.

3. Alkalinitas Menurun

Kadar alkalinitas dapat diukur dalam satuan mg/L sebagai CaCO3 yang berfungsi sebagai penyangga agar kadar pH kolam tidak turun drastis. Saat VFA menumpuk, fungsi penyangga alkalinitas mulai terkikis sehingga perlahan mengindikasikan penurunan pH pada kolam.

4. Rasio VFA/Alkalinitas Naik

Indikator ini paling sering digunakan untuk mengukur kesehatan kolam. Idealnya, rasio di bawah 0,4 sehingga jika menunjukkan angka di atas itu, proses anaerobik terindikasi tidak stabil.

3 Penyebab Utama Souring IPAL PKS

Terdapat beberapa faktor yang perlu diperhatikan sebagai penyebab utama terjadinya souring pada kolam anaerobik POME Pabrik Kelapa Sawit (PKS), diantaranya : 

1. Beban Organik Berlebih

Situasi ini sangat umum dialami ketika masa panen, dimana volume produksi meningkat sehingga POME dengan kandungan beban organik tinggi terus menumpuk. 

Karakteristik bakteri acidogen yang cepat beradaptasi, sangat berbeda dengan bakteri metanogen yang aktivitas dan pertumbuhannya sangat lambat di tengah perubahan beban drastis. Hal ini  menyebabkan produksi VFA meningkat secara drastis.

2. Aktivitas Bakteri Terganggu

Sensitivitas bakteri metanogen terhadap perubahan bahkan terjadi di luar proses produksi, diantaranya hujan deras yang dapat mendinginkan kolam secara mendadak, atau memasukkan limbah panas yang dapat meningkatkan suhu secara drastis membuat metanogen kaget dan mengalami perlambatan. Di sisi lain, aktivitas acidogen tetap berjalan normal.

3. Penurunan Alkalinitas

Kolam dengan alkalinitas rendah yang disebabkan oleh beberapa faktor, seperti karakteristik sumber air, desain yang kurang memadai, dan sebagainya lebih rentan mengalami souring akibat fungsi alkalinitas sebagai penyangga tidak dapat berjalan secara optimal.

Dampak Fatal Souring IPAL

Dampak negatif yang disebabkan fenomena souring pada IPAL Pabrik Kelapa Sawit meliputi kerugian ekonomi, hilangnya potensi, maupun dampak lingkungan.

Matinya bakteri metanogen akibat turunnya kadar pH kolam menyebabkan proses hanya sampai produksi VFA. Sayangnya, jika proses ini tidak tuntas, efluen (output pengolahan air limbah) akan tetap kotor meskipun sudah melalui proses biologis pada tahap sebelumnya. Siklus permasalahan yang terus menerus terjadi seperti ilustrasi yang telah dijabarkan di atas menyebabkan matinya bakteri metanogen, yang memperburuk kondisi kolam anaerobik POME.

Dampak tersebut menyebabkan industri bukan hanya menghilangkan potensi energi yang dapat diolah, namun juga menyebabkan kerugian operasional mulai dari investasi yang sia-sia, hingga pemulihan kondisi kolam yang juga memakan biaya besar.

Mengapa Deteksi Kadar pH Saja Tidak Cukup

Peran alkalinitas sebagai penyangga berfungsi untuk menyerap VFA yang telah terbentuk dari proses bakteri acidogen. Alhasil, pH tetap teridentifikasi stabil meskipun produksi VFA sudah tidak stabil. 

Ketika alkalinitas makin terkikis habis, pH seketika turun drastis sehingga sudah terlambat untuk melakukan tindakan pencegahan. Peran operator tidak hanya memastikan pH stabil, namun juga perbandingan antara VFA dan alkalinitas selalu berada pada rasio di bawah 0,4.

Bagaimana cara mencegahnya? Akan dikupas secara mendalam oleh Prof. Dr. Eng. Ir.. Udin Hasanudin, M.T pada Webinar Mimbar Pakar - Palm Oil Series dengan tema “Mencegah Souring IPAL PKS : Pengendalian VFA-Alkalinity untuk Optimalisasi Methane Capture & Menekan Emisi GRK.