Efluen kilang minyak sawit (POME) sebagai pengubah tanah: menukar sisa menjadi modal kesihatan tanah

Bagi setiap tan minyak sawit mentah yang dihasilkan di Malaysia, proses pengekstrakan menghasilkan 5 hingga 7.5 tan efluen cecair: efluen kilang minyak sawit (POME): air sisa berwarna coklat gelap, memerlukan oksigen yang secara historis mewakili salah satu liabiliti alam sekitar industri yang paling ketara. Lebih daripada 450 kilang minyak sawit di Malaysia secara kolektif menghasilkan 55 hingga 67 juta tan POME setahun, yang jika dilepaskan ke sungai tanpa rawatan, akan memusnahkan ekosistem akuatik melalui permintaan oksigen biologi (BOD) yang tinggi sebanyak 20,000 hingga 35,000 mg/L.

Rawatan POME mandatori telah berkuat kuasa di Malaysia sejak tahun 1984, dengan kilang-kilang mengendalikan sistem kolam atau pemasangan penangkapan biogas untuk mengurangkan BOD sebelum pelepasan. Tetapi proses rawatan mengubah POME daripada produk sisa menjadi bahan organik yang kaya nutrien: dan operasi Malaysia yang paling progresif telah menyedari bahawa POME yang dirawat bukanlah sisa yang dirawat untuk dilepaskan, tetapi input penambah baik tanah yang mempunyai nilai yang besar yang kini sebahagian besarnya tidak digunakan sebagai sumber nutrien tanaman.

Komposisi nutrien POME

POME yang dirawat secara anaerobik mengekalkan kandungan nutrien organik dan bukan organik yang besar. Komposisi tipikal POME yang dirawat yang bertujuan untuk aplikasi tanah termasuk 0.25 hingga 0.40% jumlah nitrogen, 0.08 hingga 0.12% jumlah fosforus, 0.22 hingga 0.35% kalium, dan 0.15 hingga 0.25% magnesium berdasarkan berat basah. Dengan jumlah aplikasi 100 hingga 200 liter per pokok sawit setahun: yang dapat dicapai melalui sistem pengairan lapangan yang didorong graviti di ladang bersebelahan kilang: aplikasi tanah POME dapat membekalkan 25 hingga 70 kg N per hektar, 8 hingga 24 kg P, dan 20 hingga 70 kg K per hektar setahun.

Kuantiti ini mewakili 30 hingga 60% keperluan nitrogen tahunan kelapa sawit tipikal, dan proporsi fosforus dan kalium yang setanding, sebelum input baja lain dipertimbangkan. Di ladang-ladang dengan akses kepada POME kilang melalui skim aplikasi tanah yang telah ditetapkan, penjimatan kos baja sebanyak 30 hingga 50% adalah terdokumentasi dengan baik, dengan pengekalan hasil pada tahap yang setara atau lebih baik berbanding dengan program baja sintetik sahaja.

Faedah biologi tanah di luar nutrien

Nilai POME sebagai penambah baik tanah melangkaui kandungan NPKnya. POME yang dicerna secara anaerobik mengandungi populasi besar bakteria anaerobik dan fakultatif yang menjadi mikroorganisma tanah aerobik apabila digunakan pada tanah atas yang beraerasi dengan baik. Populasi mikroba ini: didominasi oleh Proteobacteria, Firmicutes, dan Actinobacteria yang pelbagai: menyumbang kepada kitaran nutrien, penguraian bahan organik, dan pembentukan agregat tanah di tanah yang diubah suai POME.

Kajian Malaysia yang membandingkan plot yang diubah suai POME dengan kawalan baja sintetik menunjukkan karbon biojisim mikroba tanah yang jauh lebih tinggi (30 hingga 60% lebih tinggi) dan aktiviti enzim (urease, fosfatase, dehidrogenase) di tanah yang dirawat POME selama 3 tahun. Pengayaan biologi ini: setanding dengan kesan pengkondisi biologi khusus: meningkatkan kapasiti tanah untuk memproses input organik, melepaskan nutrien, dan mengekalkan struktur agregat yang menyokong perkembangan akar dan penyusupan air.

Digabungkan dengan SoilBoost EA, yang menyediakan rangsangan enzim dan mikroba tambahan, tanah yang diubah suai POME mengembangkan aktiviti biologi yang jauh lebih kaya daripada POME atau SoilBoost EA yang digunakan secara bersendirian. Gabungan ini menangani kedua-dua bekalan substrat organik (POME menyediakan karbon, nitrogen, dan inokulum mikroba) dan katalisis enzimatik (SoilBoost EA mempercepatkan pemprosesan bahan organik), mewujudkan program biologi tanah sinergistik daripada dua input pelengkap.

Kaedah aplikasi tanah dan rangka kerja kawal selia

Peraturan Jabatan Alam Sekitar (DOE) Malaysia membenarkan aplikasi tanah POME pada kadar yang mengekalkan BOD efluen pada pelepasan di bawah 5,000 mg/L (piawaian untuk aplikasi tanah berbanding piawaian 100 mg/L untuk pelepasan air permukaan). Kebanyakan kilang Malaysia mengendalikan skim aplikasi tanah mereka di bawah permit DOE yang menetapkan kawasan dan kadar aplikasi maksimum.

Sistem aplikasi tanah praktikal terdiri daripada paip pengairan yang didorong graviti dari kolam enapcemar hingga pengedaran tanker. Sistem suapan graviti, di mana topografi membenarkan, adalah kaedah kos terendah: POME yang dirawat secara anaerobik mengalir terus dari kolam enapcemar akhir melalui paip PVC yang diletakkan di sepanjang jalur antara. Aplikasi bulatan pokok sawit individu menggunakan tanker adalah lebih intensif buruh tetapi membenarkan penempatan yang lebih tepat berhampiran zon akar pokok sawit di kawasan yang tidak serasi dengan graviti.

Batasan logistik aplikasi tanah POME adalah jarak ke kilang. Mengangkut POME melebihi 5 hingga 10 km dari sumber menjadi tidak ekonomik berbanding dengan nilai bajanya per tan. Blok ladang bersebelahan kilang dalam radius ini mewakili peluang utama untuk skim aplikasi tanah POME; ladang yang lebih jauh bergantung pada kompos EFB atau produk POME nilai tambah lain seperti kompos POME atau pencernaan biogas sebagai cara alternatif untuk menangkap keluaran nutrien organik kilang.

Mengintegrasikan POME ke dalam sistem kesihatan tanah organik

Aplikasi tanah POME mewakili pelaksanaan prinsip ekonomi kitaran yang paling langsung dalam minyak sawit Malaysia: nutrien yang diekstrak dari ladang dalam tandan buah segar kembali ke tanah ladang melalui efluen kilang yang memprosesnya. Sebuah ladang dengan kilang sendiri atau perjanjian bekalan POME formal dengan kilang bersebelahan boleh menutup sebahagian besar kitaran nutriennya pada kos marginal hampir sifar, mengurangkan pergantungan pada baja sintetik dan membina bahan organik tanah secara serentak.

Bagi operasi tanpa akses POME, CSB Organico dan kompos EFB menyediakan nutrien organik dan faedah mikroba yang setanding melalui mekanisme penghantaran yang berbeza. Gabungan input organik: POME, sungkupan EFB, biojisim tanaman penutup kekacang dari Mucuna bracteata dan Pueraria javanica, dan pengkondisi tanah seperti SoilBoost EA: mewujudkan sistem pemakanan organik dan biologi tanah yang komprehensif yang secara progresif mengurangkan pecahan baja sintetik dalam program input ladang sambil mengekalkan atau meningkatkan produktiviti.