Hakikatnya, sejumlah besar najis ternakan dan unggas yang tidak dirawat jika dilepaskan terus ke alam sekitar bukan sahaja mencemarkan sumber air dan tanah, malah mudah menyebabkan pelepasan gas rumah hijau, penularan kuman serta gangguan bau busuk.

Memandangkan keadaan ini, teknologi biogas  semakin diberi perhatian dalam pembangunan pertanian hijau kerana ia merupakan kaedah yang berkesan untuk menukar sisa najis ternakan dan unggas kepada tenaga bersih dan baja organik. 

Melalui proses penapaian anaerobik, sisa najis diuraikan oleh mikroorganisma dalam sistem tertutup, lalu membebaskan gas mudah terbakar yang terdiri terutamanya daripada metana (iaitu biogas). 

Pada masa yang sama, proses ini turut menghasilkan cecair dan pepejal biogas yang kaya dengan nutrien, yang boleh digunakan untuk pembajaan kebun, penternakan ikan dalam kolam, atau penambahbaikan tanah. Ini membolehkan pelupusan sisa penternakan dilakukan secara mesra alam melalui pemulihan sumber dan rawatan tanpa pencemaran.

Pengumpulan Sisa Najis

Pada asasnya, pengumpulan dan pra-pemprosesan sisa najis merupakan asas pengurusan biogas. 

Di ladang ternakan, sumber najis dan air kencing termasuklah kandang lembu, kandang khinzir, kandang ayam dan lain-lain, dalam bentuk  najis kering, najis basah atau campuran dengan air bilasan. 

Untuk memudahkan proses penapaian, penternak disyorkan menyediakan peralatan seperti parut dan tangki pengendapan bagi menyingkirkan bendasing seperti sisa makanan, bulu, plastik dan bahan tidak terurai yang boleh menyumbat saluran paip atau menjejaskan aktiviti mikroorganisma. 

Bahan mentah yang ideal untuk proses ini hendaklah mempunyai nisbah bahan kering yang sesuai serta nisbah karbon-nitrogen yang sederhana. 

Jika nisbah karbon-nitrogen dalam najis asal terlalu rendah, bahan berkarbon seperti jerami atau sekam padi boleh ditambahkan untuk pelarasan.

Pra-pemprosesan pada peringkat ini bukan sahaja mempengaruhi kecekapan penapaian, malah turut memberi kesan kepada kestabilan operasi sistem pada peringkat seterusnya.

Operasi Tangki Penapaian

Dari aspek struktur sistem biogas, reka bentuk tangki penapaian dan pengurusan keadaan operasi merupakan komponen teras. 

Bentuk tangki penapaian anaerobik yang biasa digunakan termasuk jenis bumbung tetap, bumbung terapung dan jenis beg. 

Memandangkan iklim Malaysia yang panas, penapaian suhu sederhana (35oC - 38oC) sesuai dilaksanakan untuk memastikan aktiviti mikroorganisma dikekalkan. 

Sekiranya suhu persekitaran berubah-ubah dengan ketara, sistem pemanasan dan lapisan penebat haba perlu dipasang bagi menjamin metabolisme mikroorganisma yang berterusan dan cekap. 

Sejumlah besar najis ternakan yang tidak dirawat jika dibuang terus ke persekitaran bukan sahaja mencemarkan air dan tanah, malah mudah menyebabkan pelepasan gas rumah hijau, penyebaran patogen dan gangguan bau busuk.

 

Semasa proses operasi, nilai pH (6.8-7.2), potensi redoks, kandungan lembapan dan suhu perlu dikekalkan pada paras yang sesuai untuk mengelakkan mikroorganisma menjadi tidak aktif. 

Selain itu, tangki penapaian hendaklah dilengkapi dengan peralatan pengacau bagi mencegah pemendapan, meningkatkan kecekapan sentuhan bahan, dan pada masa yang sama mengelakkan pengasidan setempat atau pengumpulan gas. 

Pemprosesan Gas yang Diperlukan

Gas campuran yang terhasil dari tangki penapaian mengandungi metana, karbon dioksida serta sedikit hidrogen sulfida dan wap air. 

Gas ini perlu melalui proses penulenan seperti penyingkiran sulfur dan pengeringan sebelum boleh disalurkan ke sistem penyimpanan gas atau peralatan pembakaran. 

Kaedah penyingkiran sulfur yang biasa digunakan termasuklah kaedah kering (menggunakan serbuk besi sebagai bahan penapis), kaedah basah (pencucian dengan larutan alkali) dan kaedah biologi. 

Pemilihan kaedah ini harus berdasarkan jumlah pengeluaran gas dan kemampuan pelaburan.

Penyimpanan Biogas

Biogas kebiasaannya disimpan dalam kantung gas, tangki sfera atau tangki penyimpanan bertekanan rendah untuk memastikan kestabilan tekanan dan ketatnya penyimpanan. Pemeriksaan berkala perlu dijalankan untuk mengesan kebocoran atau pengembungan. 

Selain itu, sekiranya digunakan untuk penjanaan tenaga, biogas boleh ditukarkan kepada tenaga elektrik dan haba melalui penjana biogas. Tenaga ini boleh digunakan untuk bekalan elektrik ladang, penyediaan air panas atau dijual bagi mencapai matlamat sara diri tenaga.

Di ladang ternakan, sumber najis termasuklah dari kandang lembu, kandang khinzir, kandang ayan dan lain-lain, dalam bentuk najis kering, najis basah atau campuran air bilasan.

 

Efluen dan Enap Cemar Biogas

Selain komponen gas, pemanfaatan efluen dan enap cemar biogas sebagai sumber merupakan aspek penting dalam pengurusan yang tidak boleh diabaikan. Efluen biogas kaya dengan unsur nutrien seperti nitrogen, fosforus dan kalium, yang boleh digunakan sebagai baja cecair untuk pengairan tanaman. 

Manakala enap cemar biogas berfungsi sebagai baja organik berkualiti tinggi yang boleh dikeringkan dan dikomposkan sebelum digunakan di kebun teh, pokok buah-buahan atau tanaman hortikultur  untuk memperbaiki struktur tanah, merangsang pembiakan mikroorganisma serta meningkatkan keupayaan pengekalan air. 

Bagi mengelakkan pengayaan nutrien berlebihan dalam tanah akibat penggunaan secara berlebihan, adalah disyorkan untuk mengaplikasikan efluen dan enap cemar biogas secara bersesuaian dengan keupayaan penyerapan nutrien tanah, serta merancang jadual pembajaan tahunan berdasarkan ujian tanah yang dijalankan. 

Dalam proses pengurusan biogas, penubuhan sistem pemantauan merupakan jaminan untuk memastikan keselamatan dan kecekapan operasi sistem biogas. 

Penternak perlu menjalankan ujian berkala terhadap pH bahan masuk dan keluar, keperluan oksigen kimia (COD), kandungan ammonia-nitrogen serta kandungan gas metana, dan membuat pelarasan parameter tepat pada masanya. Pada masa yang sama, tangki penapaian perlu dilengkapi  dengan peranti amaran tekanan, injap keselamatan dan lubang gas bagi mengelak tekanan berlebihan atau  letupan.

Jika biogas digunakan untuk menjana elektrik dan haba, ia boleh ditukar kepada tenaga elektrik dan haba melalui penjana biogas untuk kegunaan elektrik ladang, bekalan air panas atau dijual kepada grid, mencapai sara diri tenaga.

 

Selain itu, operator sistem perlu menerima latihan profesional untuk menguasai prinsip penapaian anaerob, prosedur operasi peralatan serta tatacara pengendalian kecemasan. 

Di samping itu, penternak disyorkan untuk menjalankan pembersihan enap, pemeriksaan keselamatan struktur dan pembaikan sistem kedap pada tangki penapaian setiap tahun bagi memanjangkan jangka hayat peralatan. 

Walau bagaimanapun, dalam keadaan semasa di mana peraturan alam sekitar semakin ketat, aplikasi sistem biogas juga menghadapi beberapa cabaran. 

Masalah seperti ketidakstabilan sumber najis, kos penyelenggaraan peralatan yang tinggi, serta kesedaran alam sekitar yang rendah di kalangan sebilangan penternak, semuanya perlu diperbaiki melalui bimbingan dasar dan promosi teknologi.