APLIKASI EKOLOGI TEKNIK ECO PARK DALAM M

APLIKASI EKOLOGI TEKNIK (ECO-PARK)
DALAM MENGURANGI EFFLUENT (LIMBAH) INDUSTRI
DAN UNTUK KONSERVASI SUMBER DAYA ALAM INDONESIA

I. Latar Belakang
Persaingan global (global competition) timbul pada suatu wilayah
untuk dapat memperoleh pangsa pasar dan kesempatan tidak terkecuali di
Indonesia sendiri. Persaingan industri berskala global mendorong industriindustri untuk dapat melakukan efisiensi biaya dan diferensiasi produk.
Globalisasi menciptakan diversifikasi pasaar, persaingan yang semakin
banyak, serta pilihan pasar yang semakin lebar. Perkembangan teknologi
yang begitu cepat akan mendorong persaingan suatu wilayah/negara untuk
menghasilkan suatu produk yang ramah lingkungan serta menggunakan
sumber daya alam yang

sustainable (Azapagic, 2005). Untuk dapat

bersaing secara global, setiap negara perlu merumuskan visi dan misinya
sebagai pola dasar perkembangan wilayah-wilayah yang ada didalamnya.
Perumusan visi dan misi yang spesifik, tepat dan akurat akan mendorong
suatu wilayah meraih keunggulan daya saing yang berkelanjutan,
pertumbuhan

wilayah

serta

peningkatan

nilai

tambah

melalui

pengembangan produk-produk unggulan. Usaha untuk merumuskan visi
dan misi perkembangan wilayah yang berdaya saing tinggi memerlukan
analisis lingkungan eksternal dan internal.
Dunia

usaha

harus

tanggap

dan

terus

mengembangkan

keterampilannya dalam membaca pasar, mengandalkan kepiawaiannya
menguasai pasar, meramalkan pola permintaan yang terus berubah, dan
juga dituntut untuk membentuk suatu sistem “kepiawaian sosial” guna
menemukan,
pembangunan.

memahami

dan

menafsirkan

isyarat

perubahan

pola

Tantangan lain yang akan muncul tantangan bagi

lingkungan, bila dulu tantangan tersebut hanya berupa pencemaaran lokal
kini merambah menjadi ancaman global, sehingga nantinya pasar akan
1

Eco-Par k dan Effluent Industr i (Limbah)
Ian Kur niaw an, S3 Ilmu Lingkungan

terus mendorong dilakukannya efisiensi dan mengurangi pemborosan
terhadap energi dan sumber daya alam dan mengurangi pencemaran.

SOURCE REDUCTION
IN-PROCESS RECYCLING
OUT-OF-PROCESS RECYCLING
OFF-SITE RECYCLING
WASTE TREATMENT
SECURE DISPOSAL
DIRECT RELEASE

Allen

dan

Shonnard

(2002)

mengemukakan

langkah-langkah

pembenahan yang diperlukan untuk menuju terimplementasinya Ekologi
Teknik akan meliputi 6 aspek, yaitu:
1. Industrial ecosistem : Penciptaan ekosistem industri
-

Ekosistem industri merupakan perpanjangan logis dari pemikiran
tentang siklus-hidup (life-cycle), yang bergerak dari assessment ke
implementasi.

-

Life-cycle akan melibatkan “loop tertutup” dengan:
 Melakukan daur ulang (recycling)

 Pemakaian material dan energi yanga da dalam sistem secara
maksimum

 Peminimuman jumlah limbah yang dihasilkan

 Re-evaluasi limbah sebagai bahan baku proses yang lain

2. Biosphere Interface: penyeimbangan input dan output industri dengan
daya dukung (kapasitas) ekosistem alami. Gagasan ini digunakan untuk
menghindari/meminimumkan tekanan industri terhadap lingkungannya,
karena pada akhirnya industri dan lingkungan adalah saling terkait dan
2

Eco-Par k dan Effluent Industr i (Limbah)
Ian Kur niaw an, S3 Ilmu Lingkungan

saling terhubung (interfaced). Implementasi dari hal ini memerlukan
dukungan pengetahuan yang luas dan dalam mengenai dinamika
ekosistem alami, baik pada skala local amupun global. Penyeimbangan
input-output

industri

dengan

kapasitas

ekosistem

memerlukan

pengetahuan yang luas tentang dinamika ekosisitem alam pada tingkat
lokal maupun global. Untuk itu dibutuhkan:
-

Pengetahuan rinci tentang kapasitas asimilasi ekosistem;

-

Waktu pemulihannya;

-

Informasi real-time (real-time information) tentang kondisi lingkungan
terkini.

3. Demateralizatian : Dematerialisasi output industri

Dematerialisasi berarti penurunan intensitas materi dari suatu produk
industri. Trend kearah dematerialisasi digerakkan oleh 4 faktor, yaitu:
-

Naiknya ongkos produksi,

terutama karena pemrosesan

bahan

cenderung energi-intensive process
-

Meningkatnya kompetisi dari bahan-bahan pengganti (substitute
materials), banyak diantaranya memiliki sifat yang lebih superior dan
harga lebih murah.

-

Bahan-bahan

material

secara

berurutan

dan

akumulatif

sudah

menjenuhi pasar.
-

Orang mulai sadar untuk memilih barang dan jasa yang lebih kompak
dan praktis (kandungan materialnya lebih kecil).

4. Industrial Metabolism : Perbaikan (improvement) jalur metabolism

proses-proses industri dan penggunaan material. Metabolisme industri
dan ekosistem industri merupakan konsep yang searah. Gagasan
tentang ekosistem industri berfokus pada proses saling tukar yang
efisien dari produk samping dan produk antara(intermediates) antara
pelaku industri. Metabolism concern terhadap efisiensi proses-proses
metabolic yang terjadi dalam perusahaan individual maupun proses
operasinya.

3

Eco-Par k dan Effluent Industr i (Limbah)
Ian Kur niaw an, S3 Ilmu Lingkungan

-

Mereduksi jumlah tahapan dapat merupakan cara efektif untuk
meningkatkan efisiensi energi

-

Penghapusan

suatu

tahapan

proses

seringkali

lebih

feasible

dibandingkan dengan pencapaian yang diperoleh karena peningkatanpeningkatan efisiensi secara kecil-kecilan (incremental improvement in
the efficiency) pada setiap langkah proses.
-

Kebanyakan proses yang ada saat ini masih jauh dari efisinsi yang
ingin dicapai dalam hal penggunaan material dan energi.

5. Energi system : Pola pemakaian energi yang sistemikEnergi mer.
upakan darah dari aktivitas industri. Ekologi Teknik sangat concern
dalam mempromosikan pengembangan sistem suplai energi yang
berjalan sebagai bagian dari ekosistem industri dan bebas dari dampak
negatif terhadap lingkungannya. Prioritas tertinggi dalam Ekologi
Teknik

adalah

sebuah

pendekatan

yang

global,

sistemik

dan

berorientasi lingkungan terhadap pemakaian teknologi energi dan
infrastruktur-infrastruktur

penyedia.

Pola

yang

ada

sekarang

menunjukkan bahwa energi sourcing dan distribusinya adalah tidak
suistanable,

baik

dalam

hal

polusi

yang

dihasilkan

maupun

ketersediaannya yang terbatas, karena kebanyakan bersumber dari
minyak fosil (fossil fuel).
6. Policy Innovation : keselarasan kebijakan dengan prospektif jangka
panjang evolusi sistem industri. Ekologi Teknik merupakan sebuah
paradigma baru dalam menyeimbangkan struktur dan optimisasi
kepentingan lingkungan dalam sistem industri. Ekologi Teknik pada
akhirnya tidak dapat mengabaikan dimensi kebijakan. Jika ekologi
teknik diinginkan untuk dapat terlaksana dengan baik dan berdampak
luas, maka dukungan oleh kebijakan-kebijakan yang baru dan inovatif
sangat diperlukan. Kebijakan-kebijkan baru ini meliputi: kebijakan
finansial, ekonomi, hukum, baik dalam lingkup lokal, regional maupun
internasional.

4

Eco-Par k dan Effluent Industr i (Limbah)
Ian Kur niaw an, S3 Ilmu Lingkungan

II.

Contoh Aplikasi Kasus Penerapan Sistem Ekologi (Eco-Park) Pada Industri Gula
(Surna dan Mulia, 2004) dengan tambahan modifikasi
MARKET
RENCANA KE DEPAN

SUSU

PETERNAKAN

SUSU

PABRIK SUSU

DAUN TEBU KERING

RENCANA DISERTASI
TEBU
FIELDS
DAGING SAPI

GULA
MARKET
EFFLUENT:
AMPAS TEBU DAN AIR
SISA GULA

EFFLUENT:
AMPAS TEBU DAN AIR
TREATMENT

SUGAR
PRODUCTION

BAGAS
(AMPAS TEBU)

ETHANOL

MOLASSE
PABRIK ALKOHOL

MARKET

KERTAS
MARKET

ENERGI

ENERGI

PULP
PABRIK SEMEN

PABRIK KERTAS

GENERATOR

LUMPUR PUTIH

SEMEN

MARKET

ENERGI

5

RUMAH
PENGEPAKAN
DAGING

III. Diskusi dan Pembahasan
3.1. Aliran Material dan Energi
Setiap kegiatan industri berhubungan dengan transaksi dan kegiatan
lainnya dan berdampak pada lingkungan sekitarnya. Industri selalu
berusaha untuk memuaskan konsumennya, namun kadang menghadapi
berbagai kendala antara memenuhi kebutuhan konsumen dengan dampak
yang ditimbulkan dari kegiatan industri tersebut untuk memenuhi
kebutuhan konsumennya terhadap lingkungan dalam jumlah dan skala
yang besar. Paradigma lama dalam pengolahan limbah dapat dilihat dalam
skema berikut ini :

Anatomi Proses I ndustri
bahan
baku

Produk

penyiapan
umpan

sintesis

pemisahan

pemurnian

Limbah
Paradigma Lama

Dalam hal ini industri gula merupakan industri yang memiliki
sumber material dan energi yang lebih sehingga untuk pengelolaannya
diperlukan suatu konsep sistem ekologi agar limbah/emisi material dan
energi yang dihasilkan dapat dimanfaatkan kembali di industri tersebut
maupun dialirkan atau digunakan kembali untuk industri lain sehingga
limbah material maupun energi yang dihasilkan dari suatu industri induk
dapat dikurangi dan membantu mengurangi beban pencemar terhadap
lingkungan, seperti tergambar dalam skema di bawah ini :
6

Eco-Par k dan Effluent Industr i (Limbah)
Ian Kur niaw an, S3 Ilmu Lingkungan

Anatomi Proses I ndustri
Paradigma Baru

bahan
baku

penyiapan
umpan

Produk

sintesis

pemisahan

pemurnian

Limbah

Dari proses pabrik di atas dapat diidentifikasikan jenis material dan energi
yang dibutuhkan serta limbah yang dihasilkan, yaitu :


Material yang dibutuhkan adalah: tebu sebagai bahan baku, belerang,
kapur dan flokulan sebagai bahan pembantu, air proses.



Energi yang dibutuhkan adalah: steam, listrik, dan bahan bakar untuk
transportasi tetes ke pabrik yang membutuhkan dan sebagai bahan bakar
generator untuk membangkitkan listrik..



Limbah dan emisi yang dihasilkan adalah: ampas tebu, blotong, tetes
tebu, dan air kondensat dari proses kondensasi uap pada proses
evaporator, air pencuci, gas dari pembakaran ampas (untuk bahan
bakar boiler), debu, dan emisi dari gas buang kendaraan pengangkut
tetes.

Sistem yang sudah dilakukan adalah :


Dari sebagian ampas tebu yang dihasilkan dimanfaatkan oleh pabrik itu
sendiri menjadi bahan bakar boiler. Sedangkan yang sebagian lagi belum
dimanfaatkan sehingga menjadi limbah yang dapat mencemari
lingkungan.
7

Eco-Par k dan Effluent Industr i (Limbah)
Ian Kur niaw an, S3 Ilmu Lingkungan



Blotong
Blotong merupakan buangan dari proses penyaringan nira tebu. Blotong
dibuang begitu saja ke lingkungan.



Tetes
Tetes merupakan hasil samping proses kristalisasi. Tetes dijual ke pabrik
lain

untuk

diolah

menjadi

alkohol

dan

monosodium

glutamat.

Kebanyakan pabrik gula terpisah dari pabrik alkohol dan monosodium
glutamat. Sehingga membutuhkan biaya ekstra untuk transportasi dan dan
dapat menghasilkan emisi yang mencemari lingkungan.



Limbah cair
Limbah cair yang dihasilkan berasal air hasil kondensasi uap pada
evaporator dan air pencuci pada proses penyaringan nira mentah. Limbah
cair ini dialirkan ke unit pengolahan limbah cair.
Dari uraian dan identifikasi pabrik gula diatas dapat dilihat bahwa pabrik ini

mempunyai permasalahan yang belum terselesaikan dengan baik, yaitu :
1. Limbah padat berupa ampas tebu dan blotong dibuang ke
lingkungan sehingga memerlukan lahan yang luas untuk dapat
menampung limbah yang dihasilkan.
2. Emisi gas dan debu dari cerobong pembakaran ampas dibuang ke
lingkungan.
3. Emisi gas dari generator listrik dan dari gas buang kendaraan
pengangkut tetes.
4. Diperlukan

energi

tambahan

berupa

bahan

bakar

untuk

mengangkut tetes dari pabrik gula ke pabrik monosodium
glutamat.
Untuk itu perlu dicari penyelesaian agar dapat meminimalkan kebutuhan
energi, dalam hal ini bahan bakar, serta meminimalkan pembuangan limbah dan
emisi ke lingkungan. Dari contoh kasus di atas dapat dilihat bahwa ada bahan
yang menjadi buangan pabrik tersebut yang dapat dimanfaatkan menjadi produk
sehingga dapat meminimalkan limbah dan kebutuhan bahan baku, antara lain:
8

Eco-Par k dan Effluent Industr i (Limbah)
Ian Kur niaw an, S3 Ilmu Lingkungan

1. Ampas tebu dapat digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan
furfural, pembuatan kertas, pembuatan asam oksalat, makanan ternak,
pupuk kompos.
2. Blotong dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan pupuk organik
yang dapat digunakan untuk menyuburkan tanah dan pupuk yang
dihasilkan digunakan sebagai pupuk pada perkebunan tebu
3. Tetes dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan alkohol dan
monosodium glutamat.
Dengan melihat potensi yang ada dapat dirancang suatu sistem ekologi
dengan mengintegrasikan buangan dari pabrik gula menjadi bahan baku pabrik
lain. Untuk menjamin agar aliran material ini dapat berjalan dengan baik
dan menjamin kualitas gula maka industri/perusahaan melakukan kerja
sama dengan petani di daerah setempat untuk membeli hasil panennya.
Untuk pengembangan dari Industri gula agar limbah material dan energi
dapat dimanfaatkan untuk :
a)

Membangun Pabrik alkohol dengan menggunakan molase yang
dihasilkan dari pabrik gula tersebut.

b)

Membangun Pabrik Kertas dengan menggunakan bagasse (ampas
tebu) yang kemudian diolah menjadi pulp sebagai bahan baku kertas
dan asam oksalat. Asam oksalat digunakan sebagai pemutih pada pabrik
kertas.

c)

Membangun Pabrik semen dari hasil samping pembuatan kertas
berupa lumpur putih.

d)

Membangun kompleks peternakan sapi dengan menggunakan sisa
gula sebagai pakannya.

e)

Membangun pabrik penghasil susu murni, susu bubuk dan yogurt.

f)

Membangun rumah pengepakan daging sapi.

g) Daun tebu yang dibuang dari perkebunan tebu diolah menjadi briket dan
digunakan sebagai bahan bakar pada power plant.

9

Eco-Par k dan Effluent Industr i (Limbah)
Ian Kur niaw an, S3 Ilmu Lingkungan

3.2. Konsep Pengembangan Ekologi Teknik

Adanya kerja sama antara industri satu dengan yang lainnya dapat
meminimalisir

limbah

yang

dihasilkan

sehingga

beban

terhadap

lingkungan dapat dikurangi. Dengan menghitung kuantitas sumber daya
input dan residu yang dihasilkan, industri dapat berusaha untuk
mengurangi beban pencemaran dan mengoptimasi sumber daya materi dan
energi yang dihasilkan secara efisien. Konsep dasar pengembanngan
Ekologi Teknik ini adalah untuk mengidentifikasi dan menelusuri aliran
energi dan massa melalui berbagai sistem. Konsep ini mengacu pada
industrial metabolisme yang dapat digunakan untuk menelusuri aliran
massa dan energi, proses transformasi, dan aliran massa atau energi yang
hilang dari sistem. Neraca massa dari aliran-aliran ini serta proses
transformasi dapat digunakan untuk mengidentifikasi pengaruh buruknya
terhadap

ekosistem

alami.

Ilustrasi

strategi

pengolahan

limbah

digambarkan sebagai berikut :

Strategi pengelolaan limbah
Pengurangan
limbah di
sumber

Penghematan SDA

Reuse & Recycle
Peningkatan
efisiensi

Pengurangan
“volum” dengan
pengolahan

Pembuangan
akhir yang
cocok

10

Eco-Par k dan Effluent Industr i (Limbah)
Ian Kur niaw an, S3 Ilmu Lingkungan

Analisis resiko

Minimasi dampak
terhadap kesehatan
& lingkungan

Allen dan Shonnard (2002) mengemukakan terdapat beberapa
analogi

antara

industri

dan

ekosistem

alami.

Sistem

alami

menngembangkan sistem linear (terbuka) menjadi sistem siklik (tertutup)
selama berjuta-juta tahun terdapat keseimbangan yang dinamis antara
organisme hidup, tumbuhan dan berbagai proses biologis fisik dan kimia
di alam. Tidak ada yang meninggalkan sistm karena buangannnya
digunakan sebagai substrat bagi organism lainnya. Sistem alami ini
ditandai oleh tingginya tingkat integrasi dan interkoneksi. Ekologi Teknik
menggambarkan analogi antara sistem industri dan sistem alami yang
bertujuan untuk merangsang proses evolusi sistem industri sehinga
mencapai karakteristik yang sama seperti yang didiskripsikan mengenai
sistem ekosistem alami. Konsep pengembangan Ekologi Teknik akan
mencapai keseimbangan yang dinamis antara tingkat integrasi dan
interkoneksi yang terdapat di alam, baik sistem alami maupun siklus
energi dan materi di industri. Energi dan materi mengalir melalui berbagai
produk dari proses yang terintegrasi untuk mencapai keseimbangan dalam
industri sehingga lingkungan secara global dapat terjaga kuantitasnya.
IV. Kesimpulan Sementara

Konsep Ekologi Teknik yang diterapkan pada industri dapat
mengurangi limbah yang dihasilkan sehingga kemampuan alam untuk
mendegradasi tidak terbebani. Dari uaraian diatas dapat di ambil bebrapa
kesimpulan, yaitu: Dengan menerapkan konsep Ekologi Teknik maka
sumber daya alam dapat terjaga.
a) Dapat menghemat energi baik yang tebarukan dan tak terbarukan.
b) Dapat meningkatkan efisiensi energi
c) Limbah yang dihasilkan dapat diminimalisir dengan mengintegrasikan ke
industri lain sehingga beban pencemaran lingkungan berkurang.
d) Dapat meningkatkan taraf hidup dan kesehatan masyarakat terutama
yang berada di sekitar kawasan industry.

11

Eco-Par k dan Effluent Industr i (Limbah)
Ian Kur niaw an, S3 Ilmu Lingkungan

Rencana Tema Disertasi “Pengolahan Limbah Media Wetland dalam
Mengurangi Beban Pencemaran Lingkungan Tinjauan Persfektif
Kesehatan Lingkungan”
1. Alternatif I
ALTERNATIF 1
Air limbah dengan
kandungan
pencemar

udara

adsorber
ke incinerator

Udara +
pencemar

Kolam
Ekualisasi

Filtrasi

thickener

stripper

Unit
WETLAND

Unit
Microbiological Pond

udara

Sungai Musi

ke
atmosfer

Heater

Blower-2

Adsorpsi

Desorpsi

Air limbah
dari pabrik
Ekualisasi

Koagulasi

Adsorber

Stripper

P01

Udara

Sand filter
P02

P03

ke
Incinerator

Blower-1

Wetland
Ke sungai
P06
Filter

Clarifier

Biological ponds

P05

Ke sungai
P04
Landfill

12

Eco-Par k dan Effluent Industr i (Limbah)
Ian Kur niaw an, S3 Ilmu Lingkungan

2. Alternatif II
H2 SO4

ALTERNATIF 2

scrubber

Air limbah dengan
kandungan
pencemar

Ammonium sulfat ke wetland
/ dimanfaatkan
Udara +
pencemar

Kolam
Ekualisasi

Filtrasi

thickener

stripper

Unit
WETLAND

Unit
Microbiological Pond

udara

Sungai Musi

ke atmosfer

Cooler

Air limbah
dari pabrik
Ekualisasi

Koagulasi
P01

Larutan
H2SO 4

Scrubber

Stripper
Udara

Sand filter
P02

Blower

P03

P04

Larutan
(NH4)2SO 4

Wetland
Ke sungai
P06
Filter

Clarifier

Biological ponds

P07
P05
Landfill

13

Eco-Par k dan Effluent Industr i (Limbah)
Ian Kur niaw an, S3 Ilmu Lingkungan

Ke sungai

3. Alternatif III

Emergency pond

Netralisasi

Larutan
H2SO4

Air limbah
dari pabrik
Ekualisasi
P01

P02

Wetland
P04
Filter

Clarifier

Biological ponds

P05
P03
Landfill

14

Eco-Par k dan Effluent Industr i (Limbah)
Ian Kur niaw an, S3 Ilmu Lingkungan

Ke sungai

DAFTAR PUSTAKA

Azapagic, A. Dkk. 2005. Sustainable Development in Practice: Case
Studies for Engineers and Scientists. John Wiley & Sons.
Allen,

T.D. and David Shonnard, 2002. Green Engineering,
Environmentally Conscious Design of Chemical Processes, Prentice
. Hall Inc. USA.

Henny, C. Dkk. 2012. Kajian Pengolahan Limbah Olahan Kelapa Sawit dengan
Sistem Lahan Basah Buatan untuk Pengendalian Pencemaran di Riau,
Pusat Penelitian Limnologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia,
Jakarta.
Purwati, S. 2007. Potensi dan Pengaruh Tanaman pada Pengolahan Air Limbah
Pulp dan Kertas Sistem Lahan Basah. ISSN 00059145. Balai Besar Pulp
dan Kertas, Bandung.
Surna T. Djajadiningrat dan Melia Famiola, 2004. Kawasan Industri
Berwawasan Lingkungan, Eco – Industrial Park, Rekayasa Sains,
Bandung.
T.Edy Sabli, Lahan Basah Buatan Untuk Mengolah Air Limbah Domestik,
Repository Universitas Riau.

15

Eco-Par k dan Effluent Industr i (Limbah)
Ian Kur niaw an, S3 Ilmu Lingkungan