- Proses ini dibagi menjadi empat tahapan biologis: hidrolisis, asidogenesis, asetogenesis, dan metanogenesis.
- Dua produk utama yang diperoleh adalah biogas (energi terbarukan) dan digestat (pupuk organik).
- Legalitas digestat bergantung pada apakah digestat memenuhi kriteria Uni Eropa sebagai produk atau diklasifikasikan sebagai limbah.
- Hal ini berkontribusi pada pengurangan gas rumah kaca dengan menangkap metana dari limbah organik.
Anda mungkin pernah mendengar tentang "gas rawa" atau bertanya-tanya apa yang terjadi pada sisa makanan dan kotoran hewan yang menumpuk di pedesaan. Nah, semua ini adalah bagian dari fenomena alam yang menakjubkan yang disebut pencernaan anaerobik, sebuah proses biologis yang, meskipun tampak seperti sihir, sebenarnya adalah kimia dan mikrobiologi murni yang bekerja dengan kecepatan penuh untuk mengubah materi organik menjadi energi bersih dan pupuk berkualitas tinggi.
Meskipun saat ini kita mengelolanya di pabrik-pabrik industri melalui biomethanisasi untuk keuntungan ekonomi, proses ini terjadi secara spontan di ladang minyak atau perairan yang tergenang. Pada dasarnya, proses ini melibatkan membiarkan sejumlah besar mikroorganisme memakan biomassa di lingkungan di mana oksigen langka , menghasilkan bahan bakar terbarukan dan residu yang sangat bergizi untuk tanah.
Empat tahapan proses biologis
Agar materi organik dapat berubah menjadi gas, ia harus melalui semacam "jalur perakitan" biologis yang terdiri dari empat fase penting:
- Hidrolisis: Ini adalah langkah pertama, di mana makromolekul yang paling kompleks (seperti protein, lipid, dan polisakarida) dipecah menjadi bagian-bagian yang lebih sederhana seperti gula atau alkohol. Di sini, enzim ekso dari bakteri fermentatif bertindak, yang, karena bersifat fakultatif, Mereka tidak pilih-pilih soal oksigen..
- Asidogenesis: Pada fase ini, bakteri asidogenik mengambil molekul-molekul sederhana tersebut dan mengubahnya menjadi asam lemak volatil rantai pendek, hidrogen, dan karbon dioksida.
- Asetogenesis: Di sini proses terus disempurnakan, mengubah produk-produk sebelumnya terutama menjadi asam asetat, CO2 dan hidrogen.
- Metanogenesis: Segel utama. Bakteri metanogenik, yang merupakan anaerob obligat dan sangat sensitif terhadap perubahan suhu, mengubah semua hal di atas menjadi metana dan karbon dioksida.
Pengoperasian dan aplikasi praktis
Ketika kita ingin mengendalikan proses ini dalam biodigester, fase aerobik terjadi terlebih dahulu, di mana mikroorganisme mengonsumsi oksigen yang tersedia. Setelah media menjadi kedap udara dan tanpa udara, bakteri anaerobik mulai berperan. Sistem ini sangat efisien, karena memanfaatkan 90% energi yang tersedia dalam campuran, hanya mengalokasikan 10% untuk pertumbuhan bakteri.
Metode ini merupakan solusi ideal untuk mengelola limbah dari industri peternakan (lumpur dan kotoran), limbah perkotaan, dan surplus dari industri agribisnis. Dari proses ini, kami memperoleh dua produk unggulan:
- Biogas: Campuran yang biasanya terdiri dari 70% metana dan 30% karbon dioksida, dengan sedikit hidrogen sulfida. Dapat digunakan dalam boiler atau motor listrik. Jika menjalani proses peningkatan kualitas, kita akan mendapatkan... biomethane, yang pada dasarnya identik dengan gas alam. berbahan bakar fosil tetapi dapat diperbarui.
- Ringkasan: Ini adalah cairan atau residu kental yang dihasilkan. Karena kaya akan nitrogen, fosfor, dan kalium, ia berfungsi sebagai pupuk organik yang cepat menyerap yang membantu memulihkan tanah yang rusak akibat budidaya intensif.
Kerangka hukum dan klasifikasi digestat
Ini bukan hanya soal biologi; ada juga urusan administrasi yang terlibat. Di Spanyol, pencernaan anaerobik adalah operasi pengolahan yang diberi kode R0302 berdasarkan Undang-Undang 7/2022. Tergantung pada apa yang dicerna, seperti produk sampingan hewan yang tidak layak untuk dikonsumsi manusia (ABP), diperlukan izin administratif khusus untuk beroperasi secara legal.
Poin pentingnya adalah apakah digestat dianggap sebagai produk atau limbah. Agar dianggap sebagai produk pupuk Uni Eropa , digestat harus memenuhi Peraturan (UE) 2019/1009 (khususnya kategori CMC5). Jika tidak memenuhi standar ini, digestat diklasifikasikan sebagai limbah berdasarkan kode EWC yang relevan dan harus dikelola dengan benar oleh operator pengelolaan limbah yang berwenang.
Penting untuk tidak mengacaukan digestat dengan bahan yang distabilkan secara biologis . Yang terakhir berasal dari instalasi pengolahan mekanis-biologis untuk limbah campuran dan, tidak seperti digestat, tidak dapat dianggap sebagai pupuk atau produk, tetap diklasifikasikan secara ketat sebagai limbah berdasarkan kode EWC 19 06 99.
Keunggulan lingkungan dan ekonomi
Penerapan instalasi pengolahan air limbah ini tidak hanya membantu mematuhi peraturan, tetapi juga memiliki dampak positif yang luar biasa. Dengan menangkap metana yang biasanya akan lepas ke atmosfer, kita secara drastis mengurangi gas rumah kaca . Selain itu, nitrogen dalam digestat jauh lebih mudah tersedia bagi tanaman daripada nitrogen dalam pupuk kimia, yang mempercepat pertumbuhan tanaman dan mencegah erosi tanah subur.
Biometanisasi merupakan peluang emas untuk menutup siklus karbon, mengubah masalah (limbah) menjadi solusi energi dan pertanian yang memungkinkan perusahaan menghemat biaya operasional dan meningkatkan jejak ekologis mereka secara berkelanjutan.
Sistem biologis komprehensif ini memungkinkan materi organik untuk menjalani fase hidrolisis, asidogenesis, asetogenesis, dan metanogenesis untuk menghasilkan biogas dan digestat. Biogas berfungsi sebagai bahan bakar serbaguna atau biomethane yang dapat disuntikkan, sedangkan digestat bertindak sebagai pupuk organik yang ampuh, asalkan peraturan hukum dan lingkungan dipenuhi untuk mencegahnya diperlakukan hanya sebagai limbah.