sorpsi sirkuler bertahap untuk ... - digilib-batandigilib.batan.go.id/e-prosiding/file...

PROSIDING SEMINAR NASIONALPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akslerator don Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

SORPSI SIRKULER BERTAHAP UNTUK MENINGKATKANEFEKTIFITAS PEMISAHAN RADIONUKLIDA PADA

PENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF CAIR

Sugeng Pumomo, SwyantoroPusat Tekn%gi Limbah Radioaktij. BATAN

ABSTRAK

SORPSI SIRKULER BERTAHAP UNTUK MENINGKA TKAN EFEKTIFITASPEMISAHAN RADIONUKLIDA PADA PENGOLAHAN LlMBAH RADIOAKTIF CAIR.Pemisahan radionuklida melalui proses sorpsi satu tahap akan memberikan capaianpemisahan maksimum yang dibatasi oleh kesetimbangan atau koefisien distribusiradionuklida tersebut dalam sorben dan larutan/cairan. Untuk meningkatkan efektifitaspemisahan, telah dilakukan percobaan dengan mengumpankan limbah secaraberulang melalui kolom sorben setelah dilakukan pembilasan. Percobaanmenggunakan kolom sorpsi berukuran diameter 3 cm yang berisi 200 9 zeolite alamdengan ukuran butir -25+50 mesh. Data yang diperoleh menunjukkan bahwakuantitas kumulatif radionuklida yang terpisahkan dapat ditingkatkan. Larutan umpanyang digunakan sebanyak 4x1000 mL, terdiri dari 2 seri larutan dengan aktivitas ratarata Sr-90; 5,465 nCi/mL (/arutan 1 dan 2) seTta 16,57 nCi/mL (/arutan 3 dan 4)dilewatkan melalui kolom dengan laju alir O.15 mUmenit. Profil penyerapan diamatidengan pengukuran laju cacah cuplikan umpan dan beningan dari setiap loop prosesdengan metoda pencacahan Cerenkov. Pengulangan sebanyak 3 loop prosesmemberikan capaian pemisahan Sr-90 dari larutan 1 dan 2 sebesar 96, 16 %.sedangkan dari larutan 3 dan 4 dicapai pemisahan 55,06 %.

ABSTRACT

GRADUAL CIRCULAR SORPTION FOR INCREASING OF SEPARA TlONEFFECTIVITY IN LIQUID RADIOACTIVE WASTE TREA TMENT. Radionuclideseparation by one stage sorption process give separation level which are limited byradionuclide equilibrium or its distribution coefficient in sorben and solution. Forincreasing of separation effectivity, the experiment has been done by re-feeding of thewaste through the sorption column after its rinsing. The experiment uses sorptioncolumn 1.0. of 3 cm and 200 9 of natural zeolite -25+50 mesh. The experiment dataresult shows that cumulative quantity of radionuclide which separated can beincreased. Feed solution used 4x1,000 mL consist of 2 series solution by averageactivity of Sr-90; 5.465 nCi/mL (solution 1 and 2) and 16.57 nCi/mL (solution 3 and 4)passed through the column by flow rate o. 15 mUmin. Sorption profile monitored bymeasuring count rate of sample of feed solution and effluent from each process loopby Cerenkov counting method. Re-feeding by 3 loop process give separation of Sr-90from solution 1 and 2 is 96.16%, while from solution 3 and 4 reach 55.06%.

PENDAHULUAN

Krisis energi dunia mendorong dilakukannyaupaya penghematan penggunaan energi dalamberbagai sektor kegiatan, tak terkecuali dalamoperasional pengolahan limbah radioaktif.Pengolahan limbah radioaktif dilakukan denganmengkonsentrasikan radionuklida sertamengungkungnya dalam bahan matriks tertentu

sehingga diperoleh hasil olahan yang lebih stabilsecara kimia-fisik, dapat meminimalisirkemungkinan tersebamya zat radioaktif. Proses

sorpsi untuk pemekatan radionuklida merupakansalah satu cara pengolahan yang memenuhi tujuantersebut. Cara pemekatan dengan memanfaatkanmekanisme sorpsi yang banyak dilakukan hanyamelangsungkan proses satu tahap. Secara teoritis

Sugeng Purnomo, dkk ISSN 1410 - 8178 101

PRO SIDING SEMINAR NASIONALPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan

Yogyakarta, 28 Agustus 2009

Harga koefisien aktivitas rasional terhadapfraksi mol terse rap untuk pertukaran biner dengan

Sr2+ + CaZ ~ Ca2+ + SrZ (1)

Dari persamaan reaksi pertukaran tersebut, dapatdirumuskan konstanta pertukaran empirik:

Oerivasi terhadap caZ:

din ASrz _ (n -1) + din AGal 7d(CaZ) - (SrZ)(CaZ) d(CaZ) ( )

Dengan mengkombinasi persamaan 5 dan 7,

selanjutnya din AS~caz) dieliminir maka akan

didapat:

dinACaZ = (n -1}iln(CaZ) (8)

Hasil integrasi persamaan di atas adalah:

Dengan membagi tiap sukudiperoleh:

(SrZ~lnASrZ + (CaZ~lnAGaz _ 0d(CaZ) d(CaZ)-

(SrZ~lnASrZ (Caz}i In AGal

d(CaZ) - d(CaZ) .

din ASrZ (CaZ~lnACaZ

d(CaZ) - (SrZWCaZ)

Kombinasi persamaan 2 dan 3 menghasilkan:

( SrZ r = ASrZCaZ AGal

In ASrZ = (n -1)ln( SrZ ) (6)AGal CaZ

(9)

(5)

(2)

(3)

(10)

(4)

d(CaZ)dengan

ACaZ = (CaZ)n-1

Hal serupa berlaku untuk SrZ:

ASrZ = (SrZ)n-1

K~Jp1(~~J[Ca2+], [S?+] = aktivitas molal solute, berupa kationyang dipertukarkan; caZ, SrZ = tTaksi mol kationdalam sorben; n = konstanta.

Dengan koefisien aktivitas rasional solute

pada permukaan sorben A SrZ, A caZ persamaantersebut dapat ditulis lebih lengkap:

Kex = ~a2+ J AsdSrZ)-p+J AGal (CaZ)

Berdasarkan kaidah pertukaran kation GibbsDuhem akan berlaku[I.2.4]:

(SrZ~lnASrZ +(CaZ~lnAGaZ =0

proses ini memberikan capaian pemisahanmaksimum yang dibatasi oleh kesetimbanganradionuklida pada fase cairan (Iimbah) dan padafase padat (sorben) atau lebih dikenal dengankoefisien distribusi. Di sisi lain limbah radioaktif

aktifitas rendah pada umumnya mempunyai volumeyang sangat besar, sehingga penerapan proses sorpsisatu tahap akan memberikan hasil pemekatan ataupemisahan yang relative sangat rendah. Untukmeningkatkan jumlah kumulatif radionuklidaterpisahkan atau terkonsentrasikan, dapat dilakukanproses berulang dimana setelah limbah cairdilewatkan melalui kolom sorben, beningan/efluen

keluaran dari kolom diumpankan kembali melaluikolom setelah terlebih dulu dilakukan pembilasan.Pembilasan menggunakan air murni ataupun larutanyang mengandung ion pengganti dari bahan sorben.Volume air/larutan pembilas diusahakansecukupnya sehingga diharapkan air bilasankeluaran kolom merupakan pekatan yang

mengandung radionuklida sebagai hasil desorpsidari sorben dan dapat mengembalikan sorben dalamkondisi optimal untuk proses sorpsi tahapberikutnya, dengan demikian pada akhir prosesterkumpul air bilasan (pekatan) dengan volumerelative kedl dibanding volume limbah agar tetapdiperoleh faktor reduksi volume dan faktorpemekatan radionuklida yang baik.

Penggunaan material alam sebagai bahanpenyerap (sorben) seringkali diterapkan dalam suatukegiatan pengolahan limbah untuk meminimalisasipelepasan radioaktivitas ke lingkungan. Salah satujenis mineral yang banyak dimanfaatkan untukkeperluan tersebut adalah zeolite. Zeolitemerupakan mineral aluminosilikat dengan strukturkerangka yang mempunyai banyak rongga danditempati kation-kation serta molekul air. Kationkation dan molekul air tersebut tidak terikat dalam

struktur mineral sehingga dapat bergerak bebas dan

memungkinkan terjadinya pertukaran kationataupun dehidrasi reversibel. Secara kristalografizeolite berupa kerangka yang dibentuk oleh unitunit tetrahedron dengan Si atau AI sebagai inti.Semakin banyak tetrahedron berinti Al menyusunsuatu kerangka akan menjadikannya cenderungbermuatan negative dan semakin banyak

mengandung kation-kation monovalenldivalentdalam rongga untuk menyeimbangkan muatan.Zeolit dengan karakteristik demikian mempunyaikemampuan yang tinggi dalam hal pertukaran ion.Zeolite alam dapat ditingkatkan keunggulan sifatsifatnya rnelalui substitusi kation-kation yangdikandungnya[I,2,3J.

Sorpsi Sr oleh zeolite (Ca sebagaiexchangeable calion) dapat dijelaskan melaluimekanisme pertukaran homovalen biner sebagaiberikut[4J:

102 ISSN 1410 -8178 Sugeng Purnomo, dkk

PRO SIDING SEMINAR NASIONALPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR

Pusat Teknologi Akslerator dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

nilai n antara 0,8 dan 2,0 dapat dilihat pada GambarI. Gambar terse but menunjukkan bahwa untukkonstanta pcrtukaran tertentu dimana n kurang darisatu, koefisien aktivitas rasional komponen minorakan jauh lebih besar daripada satu. Sebaliknya jikan lebih dari satu, adsorpsi komponen minormeningkat sejalan dengan konsentrasi komponentersebut mendekati nol. Gambar tersebut jugamenunjukkan bahwajika SrZ sarna atau kurang dari

5% caZ dan [Ca] relative tetap maka AcaZ ~(caZ)

~1. Isotherm Freunlich merumuskan fungsipertukaran sebagai[4]:

(SrZ) = K[SrJ,Yn

<1---- NCal 0

(11)

Percobaan tahap pertama mempelajariprofil sorpsi Sr (non radioaktit) dalam kolom zeolitemenggunakan larutan dengan konsentrasi tertentuyang diperkirakan bahwa beningan keluaran darikolom masih mengandung Sr dengan konsentrasiyang dapat diukur menggunakan Spektrofotometer

Serapan Atom. Apabila diperoleh profil sorpsisesuai hipotesis bahwa penyerapan kumalatif Srmeningkat dari loop ke loop, maka dilanjutkanpercobaan tahap kedua menggunakan larutan Sr-90dengan aktivitas tertentu yang diperkirakan bahwabeningan keluaran dari kolom masih mengandungSr-90 dengan konsentrasi yang dapat diukurmenggunakan Liquid Scintillation Analyzer denganmetode pencacahan Ccrenkov.

TAT A KERJA

Gambar I. Fungsi koefisien aktivitas rasional ASrzterhadap berat Sr diserap setiap satuanberat sorben untuk pertukaranhomovalen biner.

Pada konsentrasi Sr yang sangat kecil dan

n= 1, persamaan isotherm Langmuir ekivalendengan persamaan Freunlich:

C

NSrZ = Nmaxb~ (12)\1 + bCJ

Nsrz= berat Sr diserap setiap satuan berat sorben,Nmax= berat maksimum Sr dapat diserap oleh setiapsatuan berat sorben, b= konstanta, C= konsentrasiSr dalam larutan.

Untuk konsentrasi Sr sangat rendah:

NSrZ = NmaxbC (13)

Dalam bentuk persamaan linier-Iogaritmik,pertukaran Ca-Sr, dapat dirumuskan:

[Ca] (caZ]10g-r;:;:T = 10gKex + nlog - (14),Sr J SrZ

Bahan

Bahan-bahan yang digunakan meliputizeolite Genis campuran mordenit-c1ipnotilolit) dariBayah, stronsium nitrat, kalium klorida. larutan

standar Sr-90 0, I 02 IlCi/mL.

Metoda

Persiapan Kolom Sorpsia. Ditimbang 1000 g zeolite, ditempatkan dalam

grinder. Dilakukan penggerusan 5 men itsehingga diperoleh kehalusan serb uk yangdikehendaki.

b. Serbuk zeolite kemudian ditempatkan dalamscreener dengan ukuran screen bervariasi.Dilakukan pengayakan 20 menit.

c. Hasil ayakan -25 +50 mesh dikeringkan 4 jam

dalam oven 110°C, ditimbang 200 g,dimasukkan kedalam kolom sorpsi. Dilakukanpencucian dengan 200 mL akuades, diulang 3kali sehingga zeolite cukup bersih.

d. Lapisan zeolite dalam kolom dibuat sedemikian

kompak tanpa ada udara yang terjebak.e. Kolom dirangkai dengan labu reservoar

menggunakan statif.

Percobaan Tahap Ia. Penyiapan Larutan Umpan Sr Dan Percobaan

SorpsiI. Ditimbang Sr(N03h secukupnya

(mengandung ± 4 gram Sr), dilarutkan dandiencerkan dengan akuades dalam labu takar1,0 liter sampai tanda tera. dicupl ik 10 mLke dalam vial.

2. Larutan umpan Sr dimasukkan dalam labureservoar, dialirkan ke dalam kolom sampailapisan zeolite terendam dan laju alir efluenkeluar kolom 0,15 mL/det dengan membukapenuh kran labu reservoar dan mengaturpembukaan kran kolom.


PROSIDING SEMINAR NASIONALPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

3. Efluen (keluaran kolom) ditampung dalambeakerglass sampai tuntas, dicuplik 10,0 mL(loop I) untuk analisis dan lapisan zeolitedibilas dengan 200 mL akuades.

4. Efluen (pada langkah 3) dimasukkankembali dalam labu reservoar (sebagaiumpan loop 2), diulangi langkah 2-3.

5. Percobaan sorpsi dilakukan berulang-ulanghingga lengkap 20 loop.

b. Analisis Sr

I. Dibuat seri larutan standar Sr 2-8 ppm danmengandung kalium 2.000 ppm, diukurabsorban larutan tersebut denganSpektrofotometer Serapan Atom.

2. Dibuat kurva kalibrasi Sr (absorban terhadapkonsentrasi).

3. Cuplikan larutan Sr dan seluruh cuplikanefluen (loop 1-20) diencerkan denganakuades dan ditambahi kalium kloridasehingga diperoleh larutan sample siap ukurdalam rentang pengukuran Sr (2-8 ppm), danmengandung kalium 2.000 ppm.

4. Dilakukan analisis konsentrasi Srmenggunakan Spektrofotometer SerapanAtom.

Percobaan Tahap IIa. Persiapan Larutan Umpan Sr-90 dan Percobaan

SorpsiI. Larutan standar Sr-90 0,102 ~Ci/mL dipipet

0,5 mL, diencerkan dengan akuades sampai1 L sehingga diperoleh (arutan 1 (aktivitas5,46 nCi/mL). Larutan 2 dibuat dengan carayang sama.

2. Larutan standar Sr-90 0,102 ~Ci/mL dipipet1,5 mL, diencerkan dengan akuades sampai1 L sehingga diperoleh larutan 3 (aktivitas16,57 nCi/mL). Larutan 4 dibuat dengan carayang sarna.

3. Larutan I sid 4 dicuplik masing-masing 10mL ke dalam vial.

4. Larutan 1 sebagai umpan dimasukkan kedalam labu reservoir di bagian atas kolomsorpsi, dialirkan kedalam kolom denganmembuka kran sampai tinggi larutan di ataslapisan zeolite sarna dengan tinggi lapisanzeolite.

5. Larutan umpan dialirkan melalui kolomdengan membuka penuh kran reservoir danmengatur pembukaan kran pada bagianbawah kolom sehingga diperoleh laju alir0,15 mLimenit. Beningan ditampung dalambeaker glass. Setelah selesai, benin~andicuplik 10,0 mL ke dalam vial gelas.

6. Kolom dibilas dengan 200 mL akuades.Beningan dimasukkan ke labu reservoir(sebagai umpan loop 2).

7. Langkah 1-6 diulangi sampai beberapa kali(loop) sehingga diperkirakan sorpsi Sr-90kumulatif mencapai maksimum.

8. Dilakukan percobaan serupa untuk larutan 2sid 4.

b. Analisis Sr-90

I. Larutan standar Sr-90 0, I02 ~Ci/mLdier.cerkan berseri lOx, 100x, 1.000x,1O.000x.

2. Masing-masing larutan tersebut dipipet 10,0mL ke dalam vial, ditempatkan dalam varisetdan dilakukan pencacahan menggunakanLSA 1600TR.

3. Dibuat kurva korelasi laju cacah terhadapaktivitas Sr-90 lengkap dengan persamaanregresinya (kurva standar).

4. Dilakukan pengukuran laju cacah cuplikanurnpan dan seluruh cuplikan beninganmenggunakan LSA 1600TR.

5. Dihitung aktivitas Sr-90 dalam umpan dancuplikan beningan pada tiap loopberdasarkan persamaan regresi kurvastandar.

6. Digambarkan profil sorpsi Sr-90.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Larutan umpan yang dipakai dalampercobaan mengandung Sr 4 gram/L, hal inididasarkan pada rentang pengukuran Sr dengaspektrofotometer serapan atom yang digunakansebagai instrumen analisis, serta prakiraan kadar Sryang masih terkandung dalam efluen. Gambar 2 dan4 menunjukkan hubungan linier antara absorbandan konsentrasi Sr dalam larutan standar, sehinggadapat digunakan untuk menentukan konsentrasi Srdalam cuplikan efluen yang diketahui hargaabsorban-nya. Kadar Sr dalam efluen yang telahmelewati kolom sorpsi tampak berangsur menurundari loop ke loop.

Dari rangkaian tahap sorpsi (loop 1 sid 20)yang terlihat pada Gambar 3 dan 5, tampak bahwapemisahan Sr dari limbah pada tahap-tahap awalcenderung sangat efektif dan selanjutnya berangsurmenurun seiring berkurangnya konsentrasi Sr dalamlimbah. Prosentase Sr terpisahkan optimal sampaipada loop 17 dengan capaian 88%. Hasil percobaanini menunjukkan bahwa proses sorpsi sirkulerbertahap dapat meningkatkan kuantitas kUlTlulatifSryang dapat dipisahkan. Untuk meyakinkan bahwapoJa sorpsi serupa yang juga berlaku padakonsentrasi umpan yang sangat rendah sebagaimanatingkat radioaktivitas limbah sebenarnya dilakukanpercobaan tahap II.




------------ -- --------

Konstr.Data I Data II

(ppm)Absorbans Absorbans

2,00,097 0,18]

3,00,148 0,275

4,00,197r= 0,99480,355r= 0,9958

5,00,240a= 0,01980,433a= 0,0472

6,00,267b= 0,04260,486b= 0,0747

7,00,331 0,589

8,00,349 0,625

2345678pplll

Gambar 2. Kurva kalibrasi Sr (data I)

Data Percobaan Tahap ITabel 1. Data analisis k . Sr dal d fl 0,4

0,35

0,3

~ 0,250,2

0,15

0,1

0,05

o

y = 0,0426. + 0.0624

Data umpan dan efluen

Absorbans

l:SrzAbsorbansl:Srz

LoopKonstr. (ppm)(1-13, FP=250)Konstr. (ppm)

(FP= 150) SrUa(14-20, FP=100)SrUa

Umpan awa1, U.

1,1664038,42-1,4464682,81-0,908

3129,360,22511,4334639,810,01910,886

3051,850,24391,4314639,290,Q3050,772

2650,170,33941.2564046,750,16180,702

2403,520,39681,2303959,710,18820,606

2065,270,47391,0763444,170,30130,490

1656,540,56500,9332965,450,40470,459

1547,320,58880,8532697,630,46430,374

1247,820,65250,6441997,970,60750,252

817,950,74190,5591713,410,66700,189

595,970,78700,5171572,810,69770,150

458,560,81420,3861134,270,78460,117

342,280,83670,2901063,960,80030,089

249,620,85410,365812,890,84920,084

226,010,85850,241259,540,95250,059

137,920,87420,184183,210,96720,045

88,590,88270,164156,430,97240,047

95,640,88150,08753,320,99100,039

67,450,88610,06625,200,99600,036

56880,88780,06523,860,99630,035

53,360,88840,0526,460,9993

l: Srz = ratio kumulatif Sr terpisahkan dan Sr dalam umpan.SrUa

10,90,80,7

03"1 :::,' 0,6[Al 05 0,50.4

0,30,2 ~~ = -O,0028x2 + O,0943x + 0,0887

0,1o

•••• bo '\ ••••~ ••••", ••••10 ••••0)

loopGambar 3, Kurva sorpsi Sr dalam zeolite (data 1)

0,7

0,6

r/. 0.5~<f. 0,4

0.3

0.2

0.1

o2345678

1'1'111

Gambar 4, Kurva kalibrasi Sr (data 2)


PRO SIDING SEMINAR NASIONALPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator dan Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

Gambar 6. Korelasi aktivitas Sr-90 dg laju eaeah

1,2

1

,-NI 0,8

"1 ,-"

V J tIj 0,5

0,4

0,2

10 13 16 19

loop

Gambar 5. Kurva sorpsi Sr dalam zeolite (data 2)

Data Percobaan Tahap II

Tabel 2. Korelasi laju eaeah terhadap aktivitas Sr-90

4.5

4

3,5

::; 3

~ 2,5

~ 21,5

1

0,5

o

0,113 1,13

log nCi

2,13 3,13

nCi LOQnCiCPMBlanQkoCPM netoCPM RerataLOQcpm Rerata

7.215,75

45,407.170,351.340

3,137.217,5546,407.171,157,163,483,855

7.190,95

42,007.148,95

892,10

45,40846,70

134

2,13896,4046,40850,00848,022,93

889,35

42,00847,35

133,95

45,4088,55

13,4

1,13130,0046,4083,6087,081,94

131,10

42,0089,10

57,05

45,4011,65

1,34

0,11357,0046,4010,6012,611,10

57,60

42,0015,60

Tabel 3. Aktivitas umpan dan beningan dalam pereobaan sorpsi Sr-90 menggunakan zeolite

loop

cpmAktivitas

seri 1

seri 2rerata 1-2rerata 1-2 netonCi% Sr-90 terpisah

0

103,37103,14103,25556,3354,650

1

63,2564,1363.6916,7614,7872,96

2

50.9049,8650,383,452,7095,06

3

50,7048,6549,6752,752,1096,16

seri 3

seri 4rerata 3-4rerata 3-4 netonCi% Sr-90 terpisah

0

206,93201,95204,44157,51165,700

1

152,43148,63150,53103,6105,4536,36

2

145,55146,58146,06599,14100,5639,31

3

122,85121,08121,96575,0474,4655,06

Laju eaeah blangko: 46,93 CPM (ekivalen 44,88 nCi Sr-90)

Gambar 7. Profil penurunan akt. Sr-90 hasil sorpsi

Data pereobaan dan Gambar 6menunjukkan hubungan linier antara logaritma lajueaeah dengan aktivitas Sr-90 dalam seri larutanstandar sehingga dapat ditentukan aktivitas larutanumpan maupun efluen dengan eara mengukur lajueaeah euplikan tersebut.

Dari hasH pengukuran laju eaeah cuplikanumpan dan efluen dapat disusun data sepertiditampilkan pada Tabe! 3.

Untuk mempermudah melihat profil sorpsiSr-90 oleh zeolite, dapat digambarkan kurvapenurunan aktivitas Sr-90 maupun kurva % Sr-90kumulatifterpisahkan sebagai fungsi loop sorpsi.

180

160

f40

~ 120

C) toO'"c'i; 80

s! 60'"

20

o

o

~net1·2

___ net 3-4

= 8.&;2'3x~ - n,£04< + m.M

y = -2,0C6i + 3J,954<l. 113.4.."1x + 140.04'

loOp




Gambar 7 menunjukkan bahwa aktivitasSr-90 dalam umpan maupun etluen dari tiap loopdalam satu seri percoban sorpsi terdapatkecenderungan aktivitas Sr-90 menurun secarabertahap. Besarnya penurunan aktivitas sampaipada loop tertentu proporsional dengan aktivitasumpan. Gradien kurva berangsur menurun sampaiakhirnya mendekati datar. Sorpsi Sr-90 oleh zeoliteberangsur mengalami penurunan seiring denganberkurangnya exchangeable calion. Sekali larutanumpan selesai dilewatkan melalui kolom, Sr-90terbagi dengan proporsi tertentu dalam zeolite danetluen. Pembilasan kolom dengan "sedikit" akuadesdan kecepatan alir lebih besar memungkinkanterjadinya desorpsi Sr-90 dari kolom sekaligusmengembalikan kondisi zeolit untuk proses sorpsipada loop berikutnya.

Kemampuan kolom zeolit menyerap dapatdipertahankan mendekati keadaan awal manakalapembilasan kolom dapat meregenerasiexchangeable cation secara efektif. Hal ini akandicapai dengan penggunakan larutan pembilas yangmengandung exchangeable cation dengankonsentrasi cukup tinggi sehingga pada pembilasantersebut terjadi desorpsi Sr-90 dari zeolite sekaligusmengembalikan keberadaan exchangeable cation didalamnya.

t20 'T---- ..----..-- ..- .....-.--.---- !y; 5.IXJ17x' • 61.l16x; + 217.f11x· 161.1111

tOO

!I......-Sefi1-2 ~___ seri34 i

bertahap dapat meningkatkan jumlah kumulatif Sryang terserap hingga lebih dari 88%. Pola sorpsiserupa juga berlaku pada konsentrasi umpan sangatrendah sebagaimana larutan umpan yangmengandung Sr-90 pada percobaan tahap II,pengumpanan ulang beningan melalui kolom sorbenmemberikanpeningkatan penyerapan kumulatif Sr90. Prosentase pemisahan yang dicapai dipengaruhioleh radioaktivitas limbah tersebut. Pada aktivitassangat rendah sorpsi akan berlangsung sangatefektif. Dengan demikian metoda sorpsi sirkulerbertahap baik untuk diterapkan guna meningkatkanpenyerapan radionuklida dalam limbah cairradioaktif ataupun penyerapan logam berat darilimbah cair industri.

DAFT AR PUST AKA

I. CHARLES A. WENTZ, "Hazardous WasteManagement", Mc Graw-Hill PublishingCompany, 1989.

2. MICHAEL D. LA GREGA, et aI.,"HazardousWaste Management", Mc Graw-Hill,International Edition, 200 I.

3. TSITSISHVILLI, G.V. et aI., "NaturalZeolites", Ellis Horwood Limited, England,1992.

4. LANGMUIR D. "The Power Exchang Function:A General Model for Metal Adsorption ontoGeological Materials", in "Adsorption FromAqueous Solutins" by Tewari, P.H., PlenumPress, New York, 1981.

TANYA JAWAB

Gambar 8. Profil sorpsi Sr-90 kumulatif

Profil sorpsi Sr-90 kumulatif (Gambar 8)memperlihatkan bahwa sorpsi berlangsung lebihbaik untuk konsentrasi atau radioaktivitas umpanyang lebih rendah. Dengan demikian proses sorpsiakan efektif bila' diterapkan untuk tujuanmenurunkan radioaktivitas etluen limbah denganaktivitas sangat rendah. Dengan demikian metodaini cocok diaplikasikan dalam pengolahan limbahradioaktif cairo Apabila pengolahan limbahdilakukan dengan menerapkan beberapa proses lainsecara bertingkat, maka proses sorpsi baikditempatkan sebagai proses akhir sebelum etluenhasil olahan didispersi ke lingkungan.

o

o

KESIMPULAN

Datamenunjukkan

loop

percobaan yang diperolehbahwa metode sorpsi sirkuler

Indra Suryawan~ Zeolit yang dipakai zeolit dari mana, berapa

ukuran butirnya, bagaimana cara elusinya dandistribusi Sr-90 pada zeolit apa merata ?Sugeng Pumomo~ Zeolit dari Bayah (Banten) jenis Iipnotilolite

dan mordenite, ukuran butir -25+50 mesah.elusi menggunakan aquades dengan kecepatanalir lebih besar dari kecepatan alirpengumpanan. penggunaan larutan elusi yangmengandung "exchange calion" akan lebihbaik lagi. Distribusi Sr pada zeolit dalamkolom mengikuti pola lapisan. pada tahapsorpsi distribusi semakin besar secaraberangsur dari lapisan atas ke bawah. Padatahap elusi distribusi Sr akan berkurangbertahap, bergeser dari lapisan atas ke bmvah.


sorpsi sirkuler bertahap untuk ... - digilib-batandigilib.batan.go.id/e-prosiding/file...

Documents