peng.limbah kimiawi hp trans (6)

8/20/2019 Peng.limbah Kimiawi Hp Trans (6)

1/27

PENG.LIMBAH KIMIAWI HP

BAB V. PENGOLAHAN AIR LIMBAH SECARA KIMIAWI

(Roekmijati W. Soemantojo)

Jenis pengolahan air limbah secara kimia :

1) Netralisasi

2) Koagulasi !lokulasi

") #engen$apan %ogam &erat

') ksi$asiRe$uksi

*) +esin,eksi

!aktor2 $lm pemilihan $roses : tujuan pengolahan-

jenis $an kon$isi limbah-

keluaran ang $ikehen$aki-

sumber $aa manusia ang a$a-

$ana ang terse$ia.

5.1 Netralisasi

Netralisasi : pengen$alian p/ mencapai 0 men$ekati netral

%imbah basa : gunakan asam ( /2S'- gas buang- gas 2)

%imbah asam : gunakan basa (Na/- Na2"- kapur- $olomit)

Jenisjenis bahan penetral $apat $ilihat pa$a abel *.1

aracara :

1) 3encampur beberapa jenis limbah (basa 4 asam

netral)2) 3ele5atkan limbah asam melalui unggun kapur.

") 3encampur limbah asam $engan bubur kapur 0 $olomit.

') 3enambahkan Na/ pekat atau Na2" pekat ke limbah asam.

*) 3eniupkan gas buang ketel uap melalui limbah alkalis.

6) 3eniupkan gas 2 bertekanan ke limbah alkalis.

7# #encegahan #encemaran0#engelolaan %imbah : Roekmijati W. Soemantojo 1


2/27

8) 3enambahkan /2S' ke limbah alkalis.

#emilihan ber$asar :- biaa total- 9olume limbah asam 0 alkalis- banakna limbah asam 0 alkalis

/al ang perlu $iperhatikan :

a) 3akin $ekat titik isoelektris- perubahan p/ makin peka

terha$ap penambahan asam asam0basa ( Lihat Grafik Gb.5.1).

b) #enambahan asam 0 basa $iusahakan tepat mencapai p/ ang

$ituju (netral)

c) /in$ari menambah basa 0 asam berkalikali- agar ti$ak menaikkan salinitas atau +aa /antar %istrik (+/%).

paa : 1) gunakan $ua jenis larutan penetral (pekat 4 encer)

. 2) gunakan $ua pompa $engan kapasitas berlainan.



3/27

7ambar *.1 #engaruh banakna penambahan reaktan terha$ap p/. 3akin

men$ekati netral- pengaruh penambahan makin besar.

abel *.1. Si,atsi,at berbagai jenis sena5a penetral ( ;cken,el$er 2


4/27

5.2. Koaglasi ! "lo#lasi.

3embantu pengen$apan 0 presipitasi secara kimia5i.

#resipitasi kimia5i : menangkut penambahan bahan kimia untuk mengubah kon$isi ,isik $ari pa$atan terlarut- koloi$ $an

tersuspensi agar mempermu$ah pemisahan secara se$imentasi.

mumna perubahan tak banak- pengen$apan terja$i akibat

terjebakna suatu sena5a oleh sena5a ang 9olumena besar

hasil proses koagulan > ,lokulan.

mumna berlangsung secara kombinasi $gn proses ,isis atau

haati? misalna penghilangan # $an N.

/asil pemisahan merupakan lumpur (slu$ge) $gn 9olume cukup besar perlu perhatian $lm pemilihan koagulan ,lokulan-

maupun $alam penanganan lumpurna.

Per#iraa$ %e&'e$t#a$ l&%r serta (o$to) soal *a$

lati)a$$+a ,Met(al" 1--1 Ba'..1./

7# #encegahan #encemaran0#engelolaan %imbah : Roekmijati W. Soemantojo '


5/27

Koagulasi ,lokulasi ter$iri atas beberapa tahap :

1. Koagulasi : $estabilisasi partikel suspensi0koloi$ melalui

penetralan muatan

2. !lokulasi : pengumpulan partikel koloi$ ang su$ah kurang

stabil menggumpal partikel teraglomerasi (,lok).". Se$imentasi : pemisahan ,lok $ari cairan $engan cara gra9itasi.

Ketiga peristi5a $apat $ilakukan terpisah atau $alam satu alat :

clarifier.

3ekanisme $estabilisasi :

#artikel suspensi 0 koloi$ bermuatan ( umumna negati, )

bertolakan.a) #enambahan kation anorganik : @l444- !e44- !e444

menempel $i permukaan partikel penetralan.

#enetralan 1) ionik se$erhana

2) pembentukan kompleks (hi$rasi)

kation terserap $i permukaan

en$apan hi$roksi$a mengurung partikel lain.

b) #enambahan polimer organik larut air- terionisasi muatan

positi,.

#roses ,lokulasi :

a) biasa

b) $ipercepat- 4 ,lokulant 0 coagulant ai$.

Koagulan : 1) primer

2) sekun$er (coagulant ai$)

1) Koagulan primer : a) anorganik.

b) organik

a) Koagulan anorganik :

@luminium sul,at- @l2(S')" A 18 B @l2"

Natrium @luminat- Na2@l2' A 11 B @l2"

7# #encegahan #encemaran0#engelolaan %imbah : Roekmijati W. Soemantojo *


6/27


7/27


8/27

abel *.2. &erbagai jenis koagulan ang $igunakan(;cken,el$er 1C=C able '.1 p.C2- ;cken,el$er 2


9/27

2. Slu$ge blanket unit : ketiga unit ja$i satu (7ambar *.2)

7ambar *.2 Slu$ge &lanket nit

(;cken,el$er 1C=C !ig.'.8 p.C6? ;cken,el$er 2


10/27

@$a berbagai cara pemisahan logam berat $ari air limbah-

antara lain :

#engen$apan logam berat secara kimia.

#emisahan logam berat secara kimia,isika melalui membran

@$sorpsi

;kstraksi

;lectro5inning

#a$a pemisahan logam berat secara kimia umumna

$ihilangkan $engan presipitasi (pengen$apan) sebagai hi$roksi$a-

carbonat- sul,i$a atau sul,at- serta copresipitasi. #resipitasi

$ilakukan $engan mengupaakan terja$ina suatu sena5a ang

membentuk en$apan $i mana mencapai kelarutan minimum.+alam presipitasi logam seringkali perlu $ilakukan pengolahan

a5al- aitu apabila ter$apat sena5a penghambat pengen$apan

(N- amonia- r 46). +alam praktek sering $itambahkan

,locculating agent :

alum- lime

garam !e- misalna !el"- !e(S')2

poli elektrolit (misalna poli akril ami$a)

7ambar *." (;cken,el$er 1C=C !ig. '.= h.CC)- 7ambar *.'$an 7b. *.* (;cken,el$er 2


11/27

abel '.12 hal.1'C : /asil pengen$apan u $ari berbagai

limbah.

abel '.1" hal.1*< : /asil pengen$apan ,luori$a

menggunakan "ie.

abel '.1' hal.1*2 : /asil pengen$apan mercuriabel '.16 hal.1*' : /asil pengen$apan hi$roksi$a $ari air

limbah ang mengan$ung Hn.

#resipitasi sebagai hi$roksi$a- $ilakukan $engan menambah

lime atau kaustik sampai p/ tertentu aitu pa$a kon$isi

kelarutanna minimum. Rentang p/ untuk men$apatkan berbagai

hi$roksi$a logam $engan kelarutan minimum relati, sempit-

sehingga apabila ter$apat berbagai jenis logam akan mengalamikesulitan.

#resipitasi sebagai carbonat $engan menambahkan Na"-

mempunai rentang kelarutan minimum ang sempit pula.

#resipitasi sebagai sul,i$a- $engan menambahkan Na2S.

Keuntunganna a$alah sul,i$a $ari berbagai jenis logam ang

terbentuk mempunai rentang kelarutan minimum ang cukup

lebar- sehingga mempermu$ah pengen$apan campuran logam?

akan tetapi slu$ge ang terbentuk lebih sulit penangananna-se$angkan sul,i$a ang terbentuk beracun sehingga

membahaakan kesehatan. leh karena itu pengen$apan sul,i$a

seringkali $ilakukan untuk penempurnaan setelah pengen$apan

$engan hi$roksi$a.

opresipitasi $ilakukan $engan menambahkan alum atau

,erichlori$a sehingga terbentuk ,lok ang $apat menga$sorpsi

logam tertentu- misalna @rsen.

+alam upaa reco9er logam- $apat $ilakukan pertukaran

ion- a$sorpsi karbon akti,- elektro$ialisa- osmose balik- ataue9aporasi. #ertukaran ion- mempunai selekti,itas ang cukup baik

untuk berbagai logam berat- sehingga memungkinkan untuk

reco9er. +emikian pula pemisahan secara kimia ,isika lainna

seperti osmose balik? akan tetapi biaana relati, mahal.



12/27

7ambar *.". Kelarutan berbagai logam berat pa$a berbagai p/. (;cken,el$er 1C=C !ig. '.= p.CC)-



13/27

7ambar *.'. #resipitasi logam berat sebagai hi$roksi$a $an sul,i$a

(;cken,el$er 2


14/27

7ambar *.* /asil presipitasi logam menggunakan Na2".

(;cken,el$er 2


15/27

abel *.'. Ka$ar berbagai logam berat $alam keluaran ang $apat $icapai.

(;cken,el$er. 2


16/27

limbah cami$e ang mengan$ung Ni atau @g sulit $ikerjakan $engan klorinasialkalis karena reaksi lambat

!errocami$e I!e(N)6' ,erricami$e I!e(N)6"

@mmonia

membentuk kompleks $engan banak logam menghambat pengen$apan

$ihilangkan $engan : a. stripping b. break point chlorinationL

c. lainlain r 46

%ihat uraian berikut.

C)ro&e.

$ipresipitasi $engan %ime

perlu $ire$uksi : r 46 r 4"- baru $ien$apkan $engan lime

pere$uksi : a. !eS' b. Na meta bisul,it

c. S2 Suasana asam(p/D") 4 asamM

r 46 4 !e42 4 /4 r 4" 4 !e4"

r 46 4 S2 atau Na2S2* r 4"

4 S'2

r 4" 4 "/ r(/)" (mengen$ap)

!eS' : menimbulkan banak slu$ge !e (/)" karena penambahan alkali.@gar reaksi sempurna- penerapanna perlu $osis 2.* F perhitungan teoritis.

Na2S2* 0 S2 : terja$i reaksi karena /2S" ang terbentuk

(/4) . (/S") 1-82.1


17/27

retention time : tergantung p/

'F teoritis untuk reaksi sempurna.

&iasana ,lokulasi ± 2< menit

!inal settling : o9er,lo5 rate ≤ 2< m"0(hari)(m2)

#erlu: tangki aci$i,ikasi $an re$uksi miFing tangki untuk (4) %ime

settling tank

&ila a$a ,luktuasi r ekualisasi

Arse$

Sumber : in$ustri metalurgi- pecah belah $an keramik- penamakan kulit- Gat 5arna-

pestisi$a- pengolahan minak bumi- unsur tanah jarang (rare earth)- serta beberapa

in$ustri organik $an anorganik.#engolahan :

• #resipitasi sebagai sul,i$a menggunakan Na2S atau /2S pa$a p/ 68 $apat mencapai

keluaran


18/27

• #ertukaran ion- $apat untuk tujuan reco9er.

• @pabila konsentrasina cukup tinggi- $apat $ilakukan elektrolisis atau e9aporasi-

untuk tujuan reco9er.

e&'aga ,C/

Sumber : terutama in$ustri logam (proses pengasaman $an pelapisan)- berbagai in$ustri

kimia ang menggunakan garam u $an katalis u.#engolahan :

pengen$apan

bila akan $i reco9er $ilakukan pertukaran ion- e9aporasi- elektro$ialisa.

• #resipitasi- pa$a p/ alkalis menja$i uhi$roksi$a ang relati, ti$ak larut. &ila

$igunakan a(/)2- $engan a$ana ion sul,at konsentrasi tinggi- terbentuk a$anaalsiumsul,at ang menurunkan nilai reco9er $ari slu$ge u sebaikna

menggunakan Na/ - tetapi lebih mahal. Kelarutan minimum u pa$a p/ C.


19/27

Sumber : pertambangan- pengolahan logam- berbagai in$ustri kimia- Gat 5arna- tekstil-

pengolahan minak bumi.

er$apat $alam bentuk ,erri atau ,erro tergantung pa$a p/ $an konsentrasi oksigen

terlarut. +alam kon$isi netral $engan a$ana oksigen- ion ,erro terlarut teroksi$ir

menja$i ,erri- membentuk en$apan ,erri hi$roksi$a. #a$a p/ tinggi ion ,erri melarutkarena terbentukna kompleks !e(/)'. @$ana siani$a mengganggu pengen$apan ,erri

$an ,erro karena terbentukna kompleks.

#engolahan :

#resipitasi menja$i ,erri hi$roksi$a pa$a p/ men$ekati 8- terja$i kelarutan minimum-

$engan lebih $ahulu mengubah ,erro menja$i ,erri. Kon9ersi ,erro menja$i ,erri terja$i

cepat $engan aerasi pa$a p/ 8.*. @$ana Gat organik terlarut menurunkan laju oksi$asi.

i&'al ,P'/

Sumber : in$ustri batere.

#engolahan :

• #resipitasi sebagai karbonat (#b")$engan penambahan natrium karbonat pa$a p/

C.< > C.*- men$apatkan konsentrasi keluaran


20/27

Mer(r+

Sumber : in$ustri chloralkali- listrik- elektronik- bahan pele$ak- ,otogra,i- pestisi$a $an penga5et.- sebagai katalis $alam in$ustri kimia $an petrokimia- laboratorium-

pembangkit tenaga ang besar ang menggunakan banak bahan bakar ,osil.

#engolahan : (abel '.6 ;cken,el$er)

• #resipitasi- $engan mengoksi$asi mercuro menja$i mercuri. @$ana ion lain seperti

u- Hn- @l- mere$uksi ion mercuri.

• Kopresipitasi $engan alum atau besi.

• #ertukaran ion.

• @$sorpsi carbon.

• +estilasi.

Ni(#el

Sumber : in$ustri pengolahan logam- peleburan baja- ken$araan bermotor- kapal terbang- percetakan- $an beberapa in$ustri kimia.

#engolahan :• #resipitasi $engan lime pa$a p/ 1< > 11 membentuk en$apan hi$roksi$a $engan

kelarutan minimum


21/27

logamlogam lainna akan mengen$ap sebagai hi$roksi$a bersama @gl- ang $apat

$icuci $engan asam menghilangkan en$apan hi$roksi$a logam lainna- meninggalkan

en$apan @gl. %imbah pelapisan logam sering mengan$ung @g sebagai @gN- angmengganggu pengen$apan @gl- sehingga perlu $ihilangkan lebih $ahulu.

• #resipitasi sebagai perak sul,i$a ang kelarutanna sangat ren$ah- $ilakukan untuk

limbah ,otogra,i.• #ertukaran ion.

• @$sorpsi karbon akti, untuk limbah $engan konsentrasi perak ren$ah.

4i$#

Sumber : in$ustri pengerjaan baja- pembuatan benang $an serat raon- pulp- air pen$ingin

ang $iresirkulasi $engan catho$ic treatment- pengerjaan $an pelapisan logam.

#engolahan :

• #resipitasi sebagai hi$roksi$a $engan lime? $apat terbentuk en$apan calsium sul,at

apabila ka$ar sul,at tinggi.• #resipitasi $engan kaustik. Konsentrasi keluaran pa$a p/ 11 mencapai


22/27

+alam praktek sena5a ang ti$ak reakti, seperti hi$rokarbon jenuh $an ali,atis

terhalogenasi- ti$ak $apat $i$egra$asi sempurna oleh oGon- harus $itambahkan energi

$ari sumber lain- misalna ultra 9iolet.

3ekanisme oksi$asi sena5a organik oleh oGon :

1. ksi$asi alkohol

al$ehi$

sena5a oragnik 2. Substitusi atom oksigen ke $alam cincin aromatis

". #emutusan ikatan carbon ang rangkap.

Kebanakan priorit pollutant peruraianna berlangsung cepat- merupakan

re$uksi + or$er satu- $iikuti laju reaksi lambat atau bahkan nol- menunjukkan a$ana

hasil samping ang ti$ak reakti,. Gonasi $apat $igunakan untuk penghilangan 5arna $ansisa sena5a organik re,raktori $alam air limbah.

- +alam hal tertentu penurunan pa$a keluaran $iikuti $engan peningkatan

&+ 1< > '< mg0l karena terja$ina kon9ersi sena5a organik re,raktorirantai panjang menja$i sena5a ang $apat ter$egra$asi secara haati

-

ksi$asi sena5a ali,atis $an aromatis ti$ak jenuh menebabkan reaksi$engan air $an oksigen membentuk asam- keton $an alkohol.- #a$a p/ E C.< a$ana garam re$oks (!e- 3n- $an u) aromatis $apat

membentuk sena5a hi$roksiaromatik (,enol) ang beracun.- mumna hasil samping oGonasi berupa sena5a ang bio$e%ra$ab"e.- Ra$iasi ultra 9iolet meningkatkan penghilangan bahan organik- karena

mengakti,kan oGon maupun bahan organikna. Gon e,ekti, untuk

$estruksi pestisi$a sampai menja$i 2 $an /2.- ksi$asi ,enol $engan oGon $apat membentuk 22 hasil antara $ari phenol

sampai 2 $an /2. Reaksi or$er satu terha$ap ,enol- optimal pa$a p/ = >

11. Konsumsi ,enol ' > 6 mol " per mol ,enol ang $ioksi$asi. ni

memerlukan generasi oGon sekitar 2* mol " 0 mol ,enol.- Gon $igunakan untuk oksi$asi siani$a menja$i sianat :N 4 " N

4 4 2

+alam praktek oGon $ibangkitkan insitu $ari u$ara kering atau oksigen $enganlistrik tegangan tinggi- ti$ak $isimpan $alam bentuk oGon.

Kelebihan $an kekurangan penggunaan oGon a$alah :Kelebihan :

- sesuai untuk pelaksanaan kontrol otomatik - " $ibangkitkan onsite menggunakan oGone generator- sehingga ti$ak a$a

masalah bahaa penimpananKekurangan :- mahal (2* kWh0kg oGon)- kemungkinan terja$i inter,erensi kimia5i pa$a limbah campuran

5..2. O#si*asi H2O2



23/27

/i$rogen peroksi$a (/22) $engan a$ana katalis- misalna !e- membentuk

ra$ikal hi$roksil (/.) ang mere$uksi sena5a organik $engan cara ang sama seperti

oGon. /22 $apat $igunakan untuk mengolah air limbah- bertujuan untuk mengurangitoksisitas maupun ka$ar organikna. Kombinasi /22 $engan sinar $igunakan untuk

mengoksi$asi berbagai sena5a organik termasuk asetat- asam- $an bahan pele$ak.

#roses ang peka terha$ap p/ ini ($ikerjakan pa$a p/ "') termasuk mahal.

/22 $igunakan untuk mengoksi$asi :- sul,i$a :

#a$a p/ asam atau netral- p/ 6.< > 8.* :

/22 4 /2S 2 /2 4 S

#a$a p/ 6.< > 8.*- katalis !e- berlangsung cepat ($etik)#a$a p/ basa :

' /22 4 S2

- siani$a- pa$a p/ C.* > 1


24/27

abel *.6. ksi$asi hi$rokarbon terkhlorinasi $engan /22 $an katalis(;cken,el$er 1C=C table1


25/27

#roses khlorinasi alkalis menggunakan khlorin mengoksi$asi siani$a ang sangat

toksik menja$i sianat ang relati, ti$ak toksik melalui pembentukan sianogen khlori$a(toksik)- ang selanjutna $apat teroksi$asi lebih lanjut menja$i karbon$ioksi$a $an

nitrogen.

NaN 4 l2 Nl 4 Nal

Reaksi berlangsung sangat cepat pa$a berbagai p/.

Nl 4 2 Na/ NaN 4 /2 Nal

%aju reaksi tergantung pa$a p/- berlangsung lambat pa$a p/ $i ba5ah =. +i atas

=.* reaksi berlangsung sempurna $alam "< menit. Reaksi $ipengaruhi oleh suhu- $an

$ipercepat $engan kelebihan khlorin. @$ana beberapa sena5a organik serta logamang $apat $ioksi$asi $an komplekna $apat mengganggu reaksi. !erro $an !erri siani$a

$ioksi$asi lambat.

2NaN 4 'Na/ 4 "l2 22 4 6Nal 4 N2 4 2 /2

#engolahan siani$a $apat $ikerjakan secara batch atau kontinu. Sering terbentuk se$ikit lumpur logam berat ang perlu $ibuang se5aktu5aktu. @gar terhin$ar $ari

pembentukan /N ang sangat toksik- limbah siani$a harus $ipisahkan $ari limbah ang

bersi,at asam.

Kelebihan $an kekurangan :

Kelebihan : murah- pelaksanaan pa$a suhu kamar - sesuai $engan pelaksanaan kontrol otomatik

Kekurangan :- pengaturan p/ harus cermat- mungkin terja$i inter,erensi kimia5i pa$a limbah campuran- bahaa pa$a penimpanan- a$ana sena5a phenol $apat menimbulkan sena5a khlorophenol ang

toksik- apabila khlorinasi kurang sempurna- pembentukan 0 penambahan pa$atan terlarut

5... O#si*asi Per&a$ga$at

- &iasana $igunakan K3n'.- ntuk menguraikan resi$u organik $alam air limbah $an air minum- 3engoksi$asi al$ehi$- merkaptan- sena5a phenolat- $an asam ti$ak jenuh.- 3enghasilkan en$apan 3n2 ang perlu $ipisahkan a.l. $engan ,iltrasi.- Waktu tinggal untuk phenol 1 > " jam.

5..5. O#si*asi 8*ara Basa) ,Wet Air O9i*atio$: WAO/

7# #encegahan #encemaran0#engelolaan %imbah : Roekmijati W. Soemantojo 2*


26/27

ntuk limbah pekat limbah toksik $an0atau bio"o%ica" refractory. sering

$ilakukan oksi$asi u$ara basah #roses ini merupakan reaksi ,asa cair antara bahan organik $alam air limbah $engan suatu oksi$ator- umumna oksigen ang

$isuplai $engan u$ara tekan- mengoksi$asi sebagian sena5a organik membentuk

asam organik &3 ren$ah ang bio$egra$able. .Reaksi berlangsung tanpa nala $alam bejana tertutup $an bertekanan

pa$a suhu tinggi (1*


27/27

". 3etcal, ;$ nc.- Re9ise$ b 7eorge !rankin % &- Wa'teater E%ieeri% - "r$

e$ition- 3c7ra5 /ill nternational ;$itions- Ne5 Uork- 1CC1

peng.limbah kimiawi hp trans (6)

Documents