prep arasi lil\1bah cair efluen hasil pengolahan kimia

Download PREP ARASI LIl\1BAH CAIR EFLUEN HASIL PENGOLAHAN KIMIA

Post on 12-Jan-2017

215 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • ~

    batan

    PRO SIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLffi

    Pusat Teknologi Akselerator dan Proses BahanYogyakarta, Rabu, 11 September 2013

    PREP ARASI LIl\1BAH CAIR EFLUEN HASIL PENGOLAHANKIMIA PROSES KARBONAT UNTUK UMP AN PROSES

    EVAPORASI

    Endro Kismolo, Tri Suyatno, NurimaniwathyPTAPB - BATAN Yogyakarta

    endrokismolo@gmail.com

    ABSTRAK

    PREPARASI LlMBAH CAIR EFLUEN HASIL PENGOLAHAN KIMIA PROSESKARBONA T UNTUK UMPAN PROSES EVA PORA SI. Tujuan preparasi ini adalahuntuk mereduksi resiko terjadinya pengendapan pada proses evaporasi limbahradioaktif cairo Preparasi dilakukan dengan cara pengaturan pH, penyaringan danpengenapan limbah radioaktif cair efluen hasil pengolahan kimia menggunakankoagulan kalsium karbonat. Pengujian hasil preparasi dilakukan dengan memanaskanlimbah uranium cair fase air secara bath pada pH 5,0 sampai pH 9,0 dalam petridisksampai kering dan penentuan kadar zat padat dilakukan secara gravimetri. Daripercobaan diperoleh data bahwa pada pH = 5,0 sampai pH = 7,0 , prosespenyaringan dan pengenapan minimum 180 menit memberikan kadar zat padat dalamlimbah cair yang memenuhi persyaratan untuk proses evaporasi yaitu dengan nilaikadar zat padat antara 0,317 gfL sampai 0,958 gfL.

    Kata Kunci: Preparasi - kalsium karbonat

    ABSTRACT

    PREPARA TION OF THE RADIOACTIVE LIQUID WASTE EFLUENT FROMCHEMICAL TREA TMEN OF CARBONA TE PROCESS FOR THE FEEDING OFEVAPORA TlON PROCESS. The aim of preparation is to reduced of sedimentation onthe evaporation process of radioactive waste. The preparation was carried out byadjustment of pH, filtering and settling of liquid radioactive waste efluent from chemicaltreatment using calcium carbonate coagulant. The tested preparation product wasdone by heating liquid radioactive waste on batch process on pH 5.0 to pH = 9.0 in thepetridisk up to dry and determination of solid contain by gravimetry methode. From theexperiment can be obtain of data that on pH 5.0 to pH = 7.0, filtering and minimumsettling on 180 minutes to given of solid contain in the liquid waste are condition forevaporation process with solid contain value are 0.317 gfL to 0.958 gfL.

    Key Words: Preparation - calcium carbonate

    PENDAHULUAN

    Karakteristik limbah radioaktif cair fase air

    efluen hasil pengolahan kirnia tidak se\alu sarna,tetapi sangat tergantung pada jenis lirnbah,koagulan yang dipakai dan kondisi prosesnya.Efluen hasil pengolahan kimia pada umunya tidakdapat langsung digunakan sebagai umpan prosesevaporasi. Faktor-faktor yang mernpengaruhi hal

    tersebut diantaranya faktor radioaktivitas, pH, dankadar zat padat di dalamnya. Efluen hasilpengolahan kimia proses kalsium karbonatdilakukan pada kisaran pH = 9,0, sehingga akanmenghasilkan beningan efluen yang diperolehmemiliki pH yang sarna. Selain nilai pH, karenapada pemakaian kalsium karbonat sebagai koagulanmenghasilkan flok yang butuh waktu cukup larnauntuk proses sedimentasi, sehingga untuk operasiover flow system rnenghasilkan beningan dengan

    Endro Kismolo , dkk. ISSN 1410 - 8178 Buku I hal. 159

  • PRO SIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

    Pusat Teknologi Akselerator don Proses BahanYogyakarta, Rabu 11 September 2013

    ~

    batan

    kadar zat padat terlarut diatas 10 g/L. Karena flokyang ikut dalam efluen masih tinggi, biasanyaradioaktivitas efluen juga belum minimum.Beningan efluen dengan karakteristik demikianbelum bisa digunakan sebagai umpan pada prosesevaporasi, tetapi harus melalui proses preparasiterlebih dahulu.

    Preparasi beningan efluen hasil pengolahankirnia merupakan langkah awal untuk menyiapkanumpan proses evaporasi agar memenuhi persyaratanyaitu antara lain memiliki kisaran pH = 5.0 sampaipH = 7,0 dan kadar zat padat dalam limbah cairantara 0,050 g/L sampai 0,500 g/L (I). Karenaproses evaporasi melibatkan unsure panas, tahappreparasi merupakan tahap yang penting padaproses evaporasi limbah radioaktif cair fase air.Selain bertujuan untuk mengurangi terjadinyapengendapan pada proses evaporasi baik padapemanasan awal, pemanasan lanjut sampai tahappendidihan, juga untuk mengontrol kadar bahanberbahaya yang mungkin ada di dalam limbah cair,rnisalnya kadar nitrat atau sulfat. Di antara banyakvariabel yang berpengaruh terhadap karakteristikumpan, pada percobaaan ini akan dilihatkarakteristik kadar zat padat dalam limbah. Variabelini merupakan salah satu variabel umpan prosesevaporasi yang membutuhkan penanganan khususkarena nilainya bergerak pada perubahan pH , danlangsung berpengaruh terhadap proses pemanasandan pendidihan lanjut (2).

    Pada proses reduksi volume limbah cairdengan metode evaporasi menggunakan perangkatevaporator gelas, limbah cair yang diproses harusdiatur sedernikian sehingga dalam pemanasan danpendidihan tidak menimbulkan kesulitan teknisrnisalnya terjadinya pengendapan dan buih.Endapan yang terjadi pada pendidihan akanmengurangi efisiensi panas yang diberikan karenaterserap oleh endapan. Selain itu endapan yangmenempel pada pemanas sangat membahayakanproses karena selain mengurangi hantaran panasdari pemanas ke cairan, juga terjadi isolasi panaspada heater. Pada proses pendidihan, apabilaendapan diakibatkan karena adanya senyawaorganik biasanya dapat menimbulkan buih yangmenyebabkan kesulitan proses, karena timbulnyabuih dapat mengakibatkan timbulnya "carry over"yaitu terjadi perpindahan massa terolah ke dalamfase uanp dan destilat. Oleh karena itu terjadinyaendapan dan buih harus dicegah karena keduanyadapat menurunkan pemisahan tTaksi air dalamlimbah cair sebagai tTaksi destilat sehingga efisiensievaporasi menjadi rendah. Selain itu terjadinyaendapan dan buih dapat menimbulkan resikobahaya terhadap seluruh operasi pada prosesevaporasi (3.4,5.

    Pada proses preparasi limbah beninganefluen hasil pengolahan kimia untuk umpan prosesevaporasi, dilakukan dengan mengkombinasikanantara proses pengaturan pH, proses pengenapan,dan proses penyaringan atau filtrasi. Untuk limbahtertentu misalnya efluen hasil pengolahan kimiamenggunakan kalsium karbonat dimana didalamnya terdapat senyawa hidroksi dan sedikitgaram kalsium, pengaturan pH dari kondisi basamenjadi asam atau netral sudah dapat mereduksikadar zat padat dalam limbah, karena garamkarbonat akan larut oleh asam. Sedangkan apabiladi dalam limbah mengandung sui fat, akan terbentukgaram sulfat yang mengendap pada pemanasanyaitu terbentuk kalsium sulfat yang tidak diinginkandalam proses evporasi karena akan terbentukscalling pada heater selama proses pendidihan.Padatan yang dihasilkan pada proses preparasidipisahkan dengan proses filtrasi dan prosespengenapan sebagai langkah preventif terhadapkemungkinan adanya senyawa yang memilikikelarutan balik pada proses pemanasan. Sehinggaperlu dilakukan kontrol kadar zat padat dalamlimbah cair dengan cara memanaskan limbah cairtersebut pada suhu pendidihannya. Penentuan kadarzat padat dalam lirnbah cair umpan proses evaporasiperlu dilakukan untuk setiap tahap operasi agarefisiensi proses evaporasi yang diperoleh cukuptinggi dan proses evaporasinya menjadi aman (6,7).

    Selain tinjauan variabel radioaktivitas, padaproses evaporasi membutuhkan kondisi limbahumpan yang baik, sehingga melalui proses preparasibeningan efluen hasil pengolahan kimia diharapkandapat diperoleh pengoperasian perangkat evaporatoruntuk reduksi volume limbah radioaktif cair yangaman dan stabil pada berbagai kondisi operasi baikpada pemanasan awal, pendidihan dan padapemanasan lanjut,sehingga diperoleh tTaksi destilat.Pada percobaan ini belum menggunakan peralatanpreparator, tetapi masih dilakukan uji laborarium.

    TATA KERJA

    Alat yang digunakan :

    Gelas beaker digunakan sebagai reaktorpengadukan dan unit pengenapan, pengaduk gelasset-J ar Test, corong gelas dilengkapi kertas saringteknis. Petridisk gelas volume 20 ml dan lampupemanas digunakan untuk memanaskan sampel ujilimbah. Neraca analitis digunakan untuk penentuankadar zat padat dalam limbah secara gravimetri.

    Bahan yang digunakan :Limbah radioaktif uranium cair fase air,

    kalsium karbonat sebagai koagulan, natriumhidroksida sebagai pengatur pH pada prosesflokulasi-koagulasi , stick universal pH, larutan

    Buku I haI. 160 ISSN 1410 - 8178 Endro Kismolo, dkk

  • ~

    batan

    PRO SIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

    Pusat Teknologi Akselerator dan Proses BahanYogyakarta, Rabu, 11 September 2013

    Gambar I. Grafik pengaruh pH terhadapkarakteristik kadar zat padat terlaruthasil preparasi limbah efluen padakondisi dengan dan tanpa prosespenyaringan, pada kondisi waktupengenapan 30 menit pasca pengaturanpH dengan kadar zat padat terlarutdalam limbah awa154,557 g/L.

    Terhadap nilai efisiensi preparasi, dapatdilihat pada Gambar 2. Dari Gambar 2 dapatdiperoleh data bahwa pada pengaturan pH limbahefluen untuk umpan proses evaporasi sebaiknyadilakukan secara bertahap agar kemungkinanterbentuknya endapan relatif bisa lebih terkontrol,dan proses preparasi bisa lebih efisien. Daripercobaan diperoleh data bahwa limbah dengan pH

    Pengaruh pengaturan pH terhadap nilaikadar zat padat terlarut dalam limbah tanpa prosespenyaringan dapat dilihat pada Gambar 1 danGambar 2. Dari Gambar 1 diperoleh data bahwapada proses pengaturan pH terhadap efluen hasilpengolahan kirnia, total kadar zat padat terlarut(TSS) dalam limbah relatif semakin rendah denganpenurunan pH limbah. Hal ini membuktikanpenambahan asam ke dalam efluen basa secaralangsung mampu menurunkan kadar zat padatdalam limbah efluen hasil pengolahan kirnia.

    Penurunan kadar zat padat terlarut jugadimungkinkan karena adanya pelarutan garam-garam yang adan oleh asamdan atau karenaoengaruh pengenceran. Dalam efluen hasilpengolahan kimia menggunakan kalsium karbonat,kemungkinan endapan yang terikut dalam efluenadalah endapan kalsium hidroksida dan sisa kalsiumkarbon at yang terflotasi pada proses flokulas