Hybrid Technologies untuk Produksi Biogas

 Namun, menghilangkan H2S dan air sebelum pemisahan kriogenik diperlukan untuk menghindari pembekuan. Keuntungan dari proses ini adalah kemurnian CH4 yang tinggi (99%), tidak memerlukan bahan kimia, kehilangan CH4 yang cukup rendah (<0,1%), biogas yang ditingkatkan memiliki tekanan tinggi sehingga siap digunakan sebagai bahan bakar kendaraan. Selain itu, CO2 murni diperoleh sebagai produk sampingan. Namun demikian, teknologi ini masih bersifat intensif energi dengan investasi dan biaya operasional yang tinggi serta hanya sedikit pabrik yang beroperasi pada skala global.

TEKNOLOGI PENINGKATAN IN SITU

Teknologi peningkatan in situ bekerja berdasarkan prinsip penggunaan proses desorpsi dengan menerapkan tingkat resirkulasi moderat. Pada tahap pertama, lumpur bersirkulasi melalui kolom desorpsi dan disirkulasikan kembali ke bioreaktor. Dalam kolom desorpsi, lumpur cair mengalami aliran balik O2 dan N2 dimana CO2 yang terlarut dalam lumpur terdesorpsi. 

Laju aliran udara di kolom desorpsi ditemukan menjadi variabel kunci. Peningkatan laju aliran udara pada kolom desorpsi disebabkan oleh rendahnya kandungan CO2 dan H2S pada biogas yang ditingkatkan, namun kehilangan CH4 juga meningkat. Peningkatan pH hingga pH=8,0 menyebabkan terhambatnya metanogenesis dan tingginya kehilangan CH4 dalam sistem. Meskipun konsep ini pertama kali dihadirkan 20 tahun yang lalu, namun hingga saat ini konsep tersebut masih dalam tahap awal dan baru diuji pada skala percontohan.

TEKNOLOGI HIBRIDA (HYBRID TECHNOLOGIES)

Salah satu cara yang menjanjikan untuk mengatasi kelemahan teknologi yang disebutkan di atas adalah dengan menggabungkannya dengan menciptakan teknologi hibrida. Menggabungkan pemisahan membran dengan proses konvensional seperti penyerapan air, scrubbing kimia atau pemisahan kriogenik melebihi proses konvensional dalam hal biaya operasional yang rendah, efisiensi penangkapan CO2 dan H2S yang tinggi, hasil CH4 yang lebih tinggi, daya saing dan konsumsi energi yang lebih sedikit. 

Proses hibridisasi lainnya adalah paru-paru industri di mana enzim karbonat anhidrase (CA) mengkatalisis konversi CO2 dan H2CO3 yang dihilangkan dalam kolom penyerap. Eksperimen skala kecil menunjukkan bahwa teknologi ini dapat memurnikan biogas hingga 98% CH4 dengan CO2 kurang dari 1%, proses paru-paru industri dibatasi oleh umur enzim yang pendek dan biaya produksi enzim yang tinggi. Teknologi hibrida menggabungkan proses suhu-membran-kriogenik yang ditandai dengan konsumsi energi yang lebih rendah dibandingkan teknologi konvensional (146). Teknologi hibrida harus diteliti lebih lanjut untuk menggabungkan keunggulan dari dua atau lebih teknologi yang ditingkatkan dan untuk meningkatkan pemurnian biogas.

Penghapusan O2 dan N2  serta O2 dan N2 tidak dihasilkan oleh AD tetapi mereka ditemukan pada fraksi volume tinggi dalam gas TPA ketika biogas dikumpulkan melalui pembangkitan vakum sebagai konsekuensi dari infiltrasi udara. Teknologi yang relevan untuk menghilangkan O2 dan N2 adalah pressure swing adsorpsi (PSA), membran dan pemisahan kriogenik. 

Keunggulan teknologi PSA dan membran adalah menghilangkan O2 dan N2 serta CO2, rendahnya kebutuhan energi, dan rendahnya tingkat emisi gas rumah kaca (GRK). Mereka mudah ditangani dan dirawat. Namun demikian, sebelum PSA, H2S dan air harus dihilangkan. Pemisahan kriogenik menghasilkan CO2 sebagai produk sampingan dan dapat menghilangkan berbagai kotoran. Pemisahan O2 dan N2 dari sisa biogas didasarkan pada perbedaan suhu pada kondensasi senyawa biogas, sehingga memerlukan konsumsi energi, investasi dan biaya operasional yang besar.

Siloxane, senyawa organik yang mudah menguap dan penghilangan halokarbon Siloxane adalah silikon organik polimer yang biasanya digunakan dalam produk pembersih dan kosmetik. Kehadiran siloksan dan pembentukan sedimen silikon oksida dapat menyebabkan tidak berfungsinya mesin dan katup, panas berlebih, dan abrasi. Teknologi penghilangan siloksan didasarkan pada adsorpsi pada karbon aktif atau silika gel dan pemisahan kriogenik. Kemampuan untuk menghilangkan siloksan buruk sebagai konsekuensi dari keterbatasan perpindahan massa yang kuat yang dimediasi oleh kelarutan dalam air yang sangat rendah. Senyawa organik yang mudah menguap (toluena, VFA) dan halokarbon dihilangkan dengan adsorpsi karbon aktif dalam dua kolom lapisan paralel. Mikroorganisme dari genus Pseudomonas mampu mendegradasi hexamethylcyclotrisiloxane dan octamethylcyclotetrasiloxane. Namun, penghilangan siloksan, senyawa organik yang mudah menguap, dan halokarbon secara biologis masih belum cukup dieksplorasi dan diterapkan.

PEMANFAATAN ANAEROBIK DIGESTER  (AD)