Hasil Penelitian P2PLR Tahun 2002

PRARANCANGAN ALA T PEMISAH SEMEN DENGAN AIR PADA AIRBUANGAN SEMENTASI

Widiatmo, Sayogo, Marheni Djoko PuspitoPusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radioaktif

ABSTRAKPRARANCANGAN ALAT PEMISAH SEMEN DENGAN AIR PADA AIR BUANGAN

SEMENTASI. Untuk memperbaiki pengambilan sisa semen dalam kolam tampungan limbahsementas: maka dibuat filter semen yang dipasang pada pipa saluran buang sistem sementasitersebut. Filter dipasang tegak. Panjang Filter L = 90 cm sesuai dengan tinggi pipa buangandiukur dari dasar bak penampung, diameter luar do = 11 cm, diameter dalam dj=10 cm.

Sambungan ke system pemipaan sementasi digunakan pipa peralon berdiameter 2 inchi.Bentuk lubang filter adalah lubang dan garis. Lubang-lubang filter berdiarlleter 2 mm sedangkanbentuk garis dengan panjang 10 cm. Pada bagian bawah filter terdapat lubang dilengkapi tutupberulir, digunakan untuk pengosongan semen. Dengan berat total sebesar 10000 gram makafilter mudah diangkat setelah sambungan dilepas terlebih dahulu.

ABSTRACTPREDESIGN CEMENT AND WASTEWA TER SEPARA TION EQUIPMENT IN

CEMENTATION WASTE WATER SYSTEM. The filter was designed in order to develope theseparation process between cement and wastewater in waste water-cement pooling system.The filtered is connected to the discharge outlet of the waste water-cement and it is installedperpendicular of the pool bottom. The filter is made from PVC, L = 90 cm length, the lengthdepends on outlet waste water-cement position. Outside diameter is do = 11 cm and inside isdiameter d; = 10 cm, it is also depends on cement-waste water pipe diameter. The connection of

t,'1e filter and the cement-waste water is used 2 inches of PVC pipe. The shape holes of thefilter are combination of hole and line type. The holes were 2 mm diameter and the striner were10 cm length. The bottom of the filter is a hole and equipped with screw-stopped plate, it is usedto discharge of filtered cement. By total weight 10000 gram, the filter is easy and could behandled direct:y by disconnecting the filter from the pipe.

LATAR BELAKANG.Sisa-sisa semen pada proses sementasi di ruang proses solidifikasi dan

kompaksi harus dibersihkan. Limbah pembersihan berupa butiran semen yangsudah mengeras serta air. limbah tersebut diclirkan ke suatu bak penampungyang terletak di basemen, lewat pipa berdiemeter 3 inchi secara gravitasi.Selanjutnya sampah semen tersebut di por-tpakan keluar dengan pompaperistaltik sebagai doubfull effluent. Pemompaan ini tidak selalu sempurna,sehingga ada sisa semen dalam bak penampung. Sisa semen yang tertinggaldalam penampung dikeluarkan secara manual dengan sekop, sehinggamenimbulkan .kontak yang cukup lama antara personil dan limbah semen.Sebaiknya cara ini dihindari, atau paling tidak lama kontak dikurangi.

Limbah butiran semen akan mengurangi umur pakai dari pompaperistaltik. Oleh karena itu, maka butiran semen dengan ukuran yang terlalubesar harus dihilangkan sebelum dipompakan. Pemasangan filter pada inputsangat mengganggu kinerja pompa, maka filter dipasang pad a pipa buangantepat diatas bak penampung buangan. Filter tersebut dirancang dapat dipasang

Hasil Penelitian P2PLR Tahun 2002

dan dilepas dengan mudah dan cepat. Sedangkan butiran semen yangterperangkap dalam filter dapat dikosorlgkan, sehingga filter dapat digunakanlagi. Dengan dipasangnya filter maka terjadinya penumpukan semen di bakpenampung dapat dikurangi atau ditiadakan. Filter sistem Nutsche dipilih sertadilakukan modifikasi, karena dipandang mudah operasinya dan murah.

TEORITeori filtrasi pada dasarnya tidak dapat digunakan untuk membuat

rancangan filter, tetapi hanya digunakan untuk memprediksi pengujian skalalaboratorium, unjuk optimasi kerja dari filter dan bilamana terjadi perubahanoperasi filter[1].

Filter Nutsche sangat sederhana, terdiri tabung dengan dasar terbuatdari false bottom dengan plate beriubang-lubang (Perforated Plate) ataupunscreen yang dapat dibuka. Pengeluarar. hasil filtrasi dilakukan denganmembuka dasar tersebut, selanjutnya dikeluarkar. secara manual atau denganvibrasi. Pemasukan umpan filter dilakukan dengan gravitasi. Keunggulan darifilter tersebut adalah sangat sederhana, harga murah, dapat dibuat dariberbagai material. Untuk butiran dengan ukuran besar dan berat jenis tinggimaterial tersaring cepat turun. Kelerl1ahan filter tersebut adalah low rate[1].Filter dibuat dari pipa peralon dengan diameter 4 inchi, panjang 90 cm.Panjang filter disesuaikan dengan tinggi pcsisi pipa buangan, sekitar 100 m daridasar bak penampung. Dirancang filter dapat dipasang tegak. Dasar filtermerupakan piringan, dapat dibuka dengan sistem ulir. Lubang input dari filterdisesuaikan dengan lubang pipa bL~angan semen 2 inchi. Modifikasi dilakukanterhadap cara penyaringan. Penyaringan tidak dilakukan lewat dasar pipaseperti layaknya filter Nutsche, tetapi dibuatkan lubang-lubang dengandiameter 2 mm dikombinasikan dengan lubang berbentuk garis strainerdenganpanjang 10 cm dan lebar 1 mm p::!da badan peralon. Luas total lubang dangaris lebih besar atau setara dengan 19,6 cm2. Sedangkan posisi garis dibuatsehingga tidak mengurangi kekuatan pipa peralon. (Gambar 1.).

27

Hasil Penelitian P2PLR Tahun 2002

Ukuran limbah semen yang berbentuk butiran semen terdiri atasberbagai ukuian, dari seibuk halus hingga berdiameter lebih cesar dari 2 mm.Bila saringan hanya berbentuk lubang berdiameter 2 mm (perforated) makaakan mudah tersumbat. Dengan cara mengkombinasikan antara lubang denganbentuk garis diharapkan tidak mudah terjadi penyumbatan, sedangkan ukuranbutir kurang dari 2 mm dapat tersaring lebih banyak. Limbah tersaringdikategorikan "Incompressible" karena merupakan butiran rigid.

Hasil filtrasi pada umumnya membentuk formasi lapisan (layer)pada media saringan. Sehingga laju filtrasi (titration rate) dapat didekati denganpersamaan[1] :

w=w.v-=-~.v1-m.c (1)

dimana:Vv .Laju dari masa padatan kerlng setiap volume V dari filtrat \cm3.jam-1)w masa padatan kering setiap unit volume V filtrat (gram.cm- )V .Volume fi!trat terkoleksi (cm3.jam-1)

pi .Berat jenis filtrat (gram.cm-3)C .fraksi masa padatan dalam "slurry"m .rasio padatan kering dan padatan basah

Persamaan diatas dapat digunakan untuk memprediksi jangka penggunaanfilter. Proses pembersihan limbah dari ruang sementasi dan kompaksimenggunakan air, kebutuhan air untuk mengguyur sangat bervariasi,mengakibatkan harga c sangat bervariasi. Sehingga jangka waktu operasipelepasdn dan pemasangan filter juga sangat bervariasi,

Direncanakan pemasangan dan pelepasan filter dan juga pengosonganfilter akan dilakukan secara manual. Oleh karena itu berat dari filter tidak bolehberlebihan, tetapi tidak boleh terlalu seri~g dilepas atau dipasang. Untukmenghitung berat maksimum dari filter dianggap filter secara penuh terislsEimen. Berat maksimum isi filter (semen tersaring) dapat didekati denganpersamaan :

G = ps.(n.R2.L).(1-<p) (2)

dimana :G

ps<p

RL

Berat semen terfilter (gram)berat jenis semen (gram.cm-3)void dari semen dalam filterjari-jari dari filter (cm)panjang filter (cm)

Untuk prakiraan berat filter setelah dioperasikan digunakan asumsi sebagaiberikut : Ukuran butir sisa-sisa semen bervariasi dari serbuk hingga sebesarpasir kasar maka harga void dapat didekati dengan harga void dari campuran

28

HasH Penelitian P2PLR Tahun 2002

pasir halus hingga kasar bernilai sekitar 0,3[2] dan void tersebut diasumsikanpenuh terisi air. Sedangkan berat jcnis beton yang digunakan dalam prosessementasi dan kompaksi berkisar sekitar 1,6 (gram. cm- ). Dengan ukuran filterdengan panjang filter 90 cm dan diameter 4 inchi (10 cm), maka denganPersamaan (2) dapat diperhitungkan berat dari filer yang dipenuhi limbahsemen adalah 8 kg.

HASIL DAN PEMBAHASANBahan dari filter diambil bahan bahan dengan ukuran yang tersedia

dipasaran sehingga harga relatif murah. Kebutuhan bahan dapat dilihat dariTabel1.

Sedangkan prakiraan kondisi filter setelah dioperasikan dapat dilihat padaTabel 2.

Tabel 2. Prakiraan operasi.

I. Berat ienis semen (os)

"Void" semen Jim. filter (ip)Berst FUter penunLa;; 1$3n semen ters~!!P$jstem ooeras1

Waktu pen~3ntial1. Tergal1tung Opera1;./f)er\OO$oog.8n ~ ;obaa~leblhI2niyt-

Cara modifikasi filter Nutsche sangat sederhana dengan menambahkanstrainer pada badan filter, sehingga mudah dan murah. Material dapat dibuatdari berbagai jenis material. Operasional dilakukan secara gravitasi membuatfilter tersebut mudah dioperasikan, akan tetapi kecepatan filtrasi menjadirendah. Sedangkan kontak personil dengan semen tersaring, dimana sementersebut masuk kategori doubfull effluent terjadi saat pengosongan filter, tetapiwaktu kontak tersebut tidak akan sebesar dengan system dengan carapengosongan bak penampung memakai sekop. Dengan berat total sekitar10000 gram maka filter penuh semen akan mudah diangkat serta dikosongkan,

sehingga dapat digunakan lagi.

29

Hasil Penelitian P2PLR Tahun 2002

SARANCara pengosongan filtei herldaknya dalam keadaan basah.

DAFT AR PUST AKA1. Robert H. Pery, "Chemical Engineers Hand Book" , Mc Graw Hill

Kogakusha Ltd, Tokyo, 6th, 1984, 19-66.2. T. William Lambe, Robert N., Soil Mechanics, S1-version, John Willey and

Son, New York, 1979, 31.

30