Top Banner
PENGKAJIAN PENGOLAHAN LlMBAH RADIOAKTIF ORGANIK GUNK Sutoto Pusat Pengembangan Pengelolaan limbah Radioaktif - SATAN, Serpong ABSTRAK PENGKAJIAN PENGOLAHAN LlMBAH RADIOAKTIF ORGANIK GUNK Limbah organik jenis gunk timbul dari proses ekstraksi uranium di fasilitas'pemumian asam fosfat PT Petrokimia Gresik. Karena penghentian operasi secara total fasilitas tersebut, limbah gunk kini berada dalam peralata'n proses. Pengkajian dilakukan dengan perbandingan karakterlstik limbah gunk terhadap kapabilitas sistem insenerasi dan sementasi yang ada di P2PLR. Hasil inventarisasi IImbah gunk tersebut adalah berupa cairan berwarna coklat dengan pH 5-6. volume 46 m3 dengan aktivitas sekitar 1 CUm3• Dilakukan pula pengukuran rasio jumlah air/organik limbah, sebagai dasar penentuan kebutuhan pertakuan awal. Kandungan air dalam limbah besar mencapai 80 %, sehingga orientasi pengolahan secara insenerasi membutuhkan pertakuan awal berupa penguapan. Pengolahan limbah organik gunk secara sementasi relatif lebih ekQnomis dibanding dengan insenerasi. ABSTRACT TREA TMENT STUDY FOR TREA TMENT OF GUNK ORGANIC WASTES. The gunk organic waste arose from process uranium extraction of phosforic acid purification of PT Petrokimia Gresik facitity. The objective which causing in the investigation study is related a decommissioning decision or stopping operation totally for that facility. The investigation was held with consideration of P2PLR process system, like incineration and cementation system. Resull of the inspecting of gunk waste characterizing are brown liquid with pH 5 to 6 and volume 46 mJ and their activity around 1 CVmJ• Water content of waste also were measuring to complete of the investigation. Water content 80 % is to high for the incineration treatment, and their need to evaporating as pretreatment before their incinerate. The cementation method has economically to use for organic waste gunk treatment. PENDAHULUAN Untuk menunjang pembangunan sektor pertanian, maka ketersediaan di pasaran regional akan pupuk, binih unggul dan obat pembasmi hama sangat diperlukan. PT. Petrokimia Gresik sebagai salah satu diantara industri pupuk, berupaya terus meningkatkan produksinya. Pupuk fosphat adalah salah satu jenis produk unggulannya. Pupuk jenis terse but diproduksi dari asam fosphat yang dibuat dengan bahan dasar (raw maleriaf) batuan fosphat. Sampai sekarang bahan bakunya masih didatangkan dari negara lain. Oleh karena bahan baku import mengadung pengotor berupa uranium, maka untuk meningkatkan kualitas produksi asam fosphat diperlukan proses pemurnian. Dari proses pemurnian yang dllakukan dihBlllkan konsentrat uranium yang kemudian fasilitas dan pengelolaannya harus memenuhi peraturan keselamatan bahan nuklir dan radiasi. Oleh karena pertimbangan ekonomis dan alasan lain, kegiatan operasional pemurnian asam fosphat diberhentikan dan selanjutnya terhadap fasilitas pemurnian yang telah ditutup terse but akan dilakukan dekomisioning secara menyeluruh. Untuk meningkatkan keselamatan proses dekomisioning, berbagai prosedur dan juklak pelaksanaan harus disusun dan dikemas kedalam program pelaksanaan dekomisioning. Investigasi daerah radiasi 105 dan potensial kontaminasi harus dipetakan, termasuk keberadaan bahan sisa proses dan limbah yang ada. Salah satu diantara jenis limbah yang masih ada di fasilitas penampungan adalah gunk, yaitu fasa ketiga yang terletak diantara permukaan fasa air dan organik yang berdampak negatif terhadap proses transfer uranium dari fasa air ke fasa organik. Limbah tersebut muncul dari proses pemurnian asam fosphat (dengan metode ekstraksi) menggunakan campuran pefarut organik DEHPA (diethyl hexyl phosphoric acid) + Tapa (Iri aely! phosphine oxide) dan pelarut kerosene. Nilai rekoveri pengambilan uraniumnya relatif tinggi dan ekonomis dibandingkan dengan penggunaan jenis pelarut lain. Untuk itu maka diperlukan tindakan pengambilan gunk secara kontinyu aehingga efiliensi proses ekstraksi terjega sesuai yang diharapkan .. Pengambilan gunk dalam sistem yang beroperasi normal dilakukan dengan teknik pemisahan melalui mekanisme penyerapan (SOrpS/) pada serbuk gypsum yang telah ditempelkan dimedia filter RDF (rotary drum filter). Melalui proses tersebut, gunk terse rap dan tinggal sebagai cake di pemukaan filter yang mudah untuk pengambilannya. Selanjutnya hasil filtrasi yang berupa padatan gypsum bercampur gunk diambil dan dimasukkan ke dalam kantong untuk disimpan di fasilitas penyimpanan. Operasi proses tersebut tidak menimbulkan masalah
4

PENGKAJIAN PENGOLAHAN LlMBAH RADIOAKTIF ORGANIK …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/HSL PENEL P2PLR TH... · Hasil inventarisasi ... pertanian, maka ketersediaan di

Mar 02, 2019

Download

Documents

vanminh
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: PENGKAJIAN PENGOLAHAN LlMBAH RADIOAKTIF ORGANIK …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/HSL PENEL P2PLR TH... · Hasil inventarisasi ... pertanian, maka ketersediaan di

PENGKAJIAN PENGOLAHAN LlMBAH RADIOAKTIF ORGANIK GUNK

SutotoPusat Pengembangan Pengelolaan limbah Radioaktif - SATAN, Serpong

ABSTRAKPENGKAJIAN PENGOLAHAN LlMBAH RADIOAKTIF ORGANIK GUNK Limbah organik jenis gunk timbul dari

proses ekstraksi uranium di fasilitas'pemumian asam fosfat PT Petrokimia Gresik. Karena penghentian operasi secaratotal fasilitas tersebut, limbah gunk kini berada dalam peralata'n proses. Pengkajian dilakukan dengan perbandingankarakterlstik limbah gunk terhadap kapabilitas sistem insenerasi dan sementasi yang ada di P2PLR. Hasil inventarisasiIImbah gunk tersebut adalah berupa cairan berwarna coklat dengan pH 5-6. volume 46 m3 dengan aktivitas sekitar 1CUm3• Dilakukan pula pengukuran rasio jumlah air/organik limbah, sebagai dasar penentuan kebutuhan pertakuanawal. Kandungan air dalam limbah besar mencapai 80 %, sehingga orientasi pengolahan secara insenerasimembutuhkan pertakuan awal berupa penguapan. Pengolahan limbah organik gunk secara sementasi relatif lebihekQnomis dibanding dengan insenerasi.

ABSTRACTTREA TMENT STUDY FOR TREA TMENT OF GUNK ORGANIC WASTES. The gunk organic waste arose from

process uranium extraction of phosforic acid purification of PT Petrokimia Gresik facitity. The objective which causing inthe investigation study is related a decommissioning decision or stopping operation totally for that facility. Theinvestigation was held with consideration of P2PLR process system, like incineration and cementation system. Resull ofthe inspecting of gunk waste characterizing are brown liquid with pH 5 to 6 and volume 46 mJ and their activity around 1CVmJ• Water content of waste also were measuring to complete of the investigation. Water content 80 % is to high forthe incineration treatment, and their need to evaporating as pretreatment before their incinerate. The cementationmethod has economically to use for organic waste gunk treatment.

PENDAHULUAN

Untuk menunjang pembangunan sektorpertanian, maka ketersediaan di pasaranregional akan pupuk, binih unggul dan obatpembasmi hama sangat diperlukan. PT.Petrokimia Gresik sebagai salah satudiantara industri pupuk, berupaya terusmeningkatkan produksinya. Pupuk fosphatadalah salah satu jenis produk unggulannya.Pupuk jenis terse but diproduksi dari asamfosphat yang dibuat dengan bahan dasar(raw maleriaf) batuan fosphat. Sampaisekarang bahan bakunya masihdidatangkan dari negara lain. Oleh karenabahan baku import mengadung pengotorberupa uranium, maka untuk meningkatkankualitas produksi asam fosphat diperlukanproses pemurnian. Dari proses pemurnianyang dllakukan dihBlllkan konsentraturanium yang kemudian fasilitas danpengelolaannya harus memenuhi peraturankeselamatan bahan nuklir dan radiasi. Olehkarena pertimbangan ekonomis dan alasanlain, kegiatan operasional pemurnian asamfosphat diberhentikan dan selanjutnyaterhadap fasilitas pemurnian yang telahditutup terse but akan dilakukandekomisioning secara menyeluruh.

Untuk meningkatkan keselamatanproses dekomisioning, berbagai prosedurdan juklak pelaksanaan harus disusun dandikemas kedalam program pelaksanaandekomisioning. Investigasi daerah radiasi

105

dan potensial kontaminasi harus dipetakan,termasuk keberadaan bahan sisa proses danlimbah yang ada. Salah satu diantara jenislimbah yang masih ada di fasilitaspenampungan adalah gunk, yaitu fasaketiga yang terletak diantara permukaan fasaair dan organik yang berdampak negatifterhadap proses transfer uranium dari fasaair ke fasa organik. Limbah tersebut munculdari proses pemurnian asam fosphat (denganmetode ekstraksi) menggunakan campuranpefarut organik DEHPA (diethyl hexylphosphoric acid) + Tapa (Iri aely! phosphineoxide) dan pelarut kerosene. Nilai rekoveripengambilan uraniumnya relatif tinggi danekonomis dibandingkan dengan penggunaanjenis pelarut lain. Untuk itu maka diperlukantindakan pengambilan gunk secara kontinyuaehingga efiliensi proses ekstraksi terjegasesuai yang diharapkan ..

Pengambilan gunk dalam sistem yangberoperasi normal dilakukan dengan teknikpemisahan melalui mekanisme penyerapan(SOrpS/) pada serbuk gypsum yang telahditempelkan dimedia filter RDF (rotary drumfilter). Melalui proses tersebut, gunk terse rapdan tinggal sebagai cake di pemukaan filteryang mudah untuk pengambilannya.Selanjutnya hasil filtrasi yang berupapadatan gypsum bercampur gunk diambildan dimasukkan ke dalam kantong untukdisimpan di fasilitas penyimpanan. Operasiproses tersebut tidak menimbulkan masalah

Page 2: PENGKAJIAN PENGOLAHAN LlMBAH RADIOAKTIF ORGANIK …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/HSL PENEL P2PLR TH... · Hasil inventarisasi ... pertanian, maka ketersediaan di

effisiensi pengambilan uranium didapatkanrendah ketika solven bercampur dengangunk. Kejadian tersebut dapat dipahamikarena densitas gunk terletak diantara keduafasa yang berinteraksi sehingga gunkmembentuk lapisan diantara keduanya danmenyebabkan mobilitas uranium dari fasa airke fasa organik terhambat. Gunk adalahlarutan berwarna coklat yang terbentukkarena adanya kontak fasa pelarut (organikdan air) yang dipaksakan. Reaksi ekstraksi(pemungutan) dan stripping (pelepasan)yang terjadi adalah sebagai berikut :

jika tidak ada kebijaksanaan penghentikanproses secara total dan masih menyisakanlimbah jenis terse but. Akibat keputusandekomisioning total terhadap fasilitastersebut mengakibatkan P2PLR harusmenyiapkan pengelolaan untuk semualimbah yang akan muncul dari kegiatantersebut, salah satunya adalah limbah gunkyang volumenya 46 m3 ,dan beraktivitassekitar 1 Ci.

Untuk menangani limbah gunk terse but,maka perlu dilakukan persia pan berupapengkajian pemilihan metode pengolahanberdasarkan kapabilitas sistem dankeselamatan proses yang ada. Padapenelitian ini dipelajari kemungkinanpengolahan limbah gunk secara insenerasidan sementasi.

Ekstraksi

(XHh + UO/+ H X2U02 + 2H+

StrippingX2U02 + 2H+ H UO/+ + 2(XH)

(1)

(2)

TAT A KERJABahan

Berbagai data analisis limbah gunk yangdilakukan oleh BAPETEN, P2PLR dan PT.Petrokilia Gresik. Dokumen proses danspesifikasi teknis sistem pemurnian asamfosphat PT.Petrokimia Gresik. Protap(prosedur tetap) dan Juklak (petunjukpelaksanaan) sistem insenerasi dansementasi P2PLR-BA TAN.

Cara kerja. Dilakukan kompilasi data analisis limbah

gunk yang telah dilakukan oleh BAPETEN,P2PLR dan PT.Petrokimia Gresik.Selanjutnya ditetapkan nilai besaranparameter aktivitas, viskositas dankandungan air dari limbah untukdibandingkan dengan batasan nilaikapabilitas proses sistem insenerasi dansementasi P2PLR-Batan. Evaluasi dilakukandengan berdasarkan batasan keselamatandan kemudahan proses yang akan dilakukan.

HASIL DAN PEMBAHASANAsam fosphat adalah salah satu bahan

dasar pembuatan pupuk tanaman. Senyawatersebut diproduksi secara besar dari bahanbaku batuan fosphat. Untuk batuan yangberasal dari negara tertentu, didapatkanunsur pengotor berupa uranium dengankandungan sekitar 80 sampai 120 ppm.Tindakan meningkatkan kualitas diupayakandengan proses pemurnian, dan dipilihmetode ekstraksi mengunakan campuransolven organik antara DEHPA+ Tapa. danpelarut kerosene. Pada proses ekstraksi,

106

X adalah solven campuran DEHPA + Tapa

Untuk menjaga supaya proses ekstraksitetap berefiensi tinggi, maka larutan gunkharus dipisahkan. Upaya menanggulangikeberadaan gunk dilakukan denganpemisahan dengan sistem pemisah gunk(.gunk separator). Karena gunk merupakan(arutan terkontaminasi, maka pengelolaannyaharus memperhatikan aspek keselamatanradiasi. Pengelolaan yang telah berjalandengan sistem RDF (rotary drum filter)melalui penyerapan dengan serbuk gypsum.Cake berupa gypsum terkontaminasiselanjutnya dikemas dalam kantong dandisimpan di fasilitas penyimpanan. Salahsatu masalah yang timbul karenapenghentian operasi fasilitas tersebut, adalahkeberadaan limbah gunk dalam peralatanproses spesifikasi seperti pada Table 1 yangharus diamankan.

Selanjutnya untuk pengolahan ke depandi P2PLR, perlu dilakukan pemilihan metodepengolahannya. Diantaranya adalah metodeinsenerasi dan sementasi. Faktor kapabilitasproses yang sangat menentukan untukkeselamatan dan kemudahan operasi dipakaisebagai dasar pengujian. Denganmembandingkan spesifikasi limbah terhadapbesaran kapabilitas proses akan dapatdiketahui fisibilitas pengolahannya.Kebutuhan perlakuan awal (pre-treatment)untuk limbah umpan adalah tindakan yangmungkin, yaitu sebagai upaya menghasilkanlimbah umpan sesuai dengan kriteria danspesifikasi seperti yang ditentukan olehspesifikasi alat proses.

Page 3: PENGKAJIAN PENGOLAHAN LlMBAH RADIOAKTIF ORGANIK …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/HSL PENEL P2PLR TH... · Hasil inventarisasi ... pertanian, maka ketersediaan di

h aunk- --- -------- ----~--

Volume

Aktivitas aAktivitas r\Kandungan AirPenampung (m3)

pH(Bq/m3 )(Bq/m3 )(%W)

TK 752

105-63,1 x 1062,0 X 10680

TK 753

345-61,1 x 1073,8x 10780

Pengkajian pengolahan dengan metodainsenerasi

Untuk pengolahan denganinsenerasi, batasan/kriteria limbah umpanharus memenuhi ketentuan sebagai berikut :- Kandungan maks. a 3,7 x 106 Bq/m3

ply 3,7 x 105 Bq/m3Viskositas 6° E

Tekanan uap < 130 mbar pada 30° CNilai panas pembakaran, maks 10.000kkalBukan cairan sintilasi seperti xylene­toluene

Maks. Phosphat (TBP) 20% denganpengencerdodecaneKandungan air rendah

Dengan membandingkan spesifikasilimbah gunk terhadap batasan kriteria dankapabilitas umpan insenerasi, didapatkanbahwa kandungan aktivitas a di TK 752adalah dalam batas maksimum dan

kandungan kontaminan p masih di dalamdalam range operasi. Analisis terhadapparameter kandungan air di limbah adalah 80% berat, nilai tersebut terlalu besardibandingkan nilai yang dipersyaratkan.Selanjutnya apabila limbah tersebut akandioJah dengan metode insenerasi, makadiperlukan perlakuan awal untuk mengurangibesarnya kandungan air. Terhadapkandungan air yang besar akan berdampakterhadap terjadinya keretakan batu tahan api(refractory). Berkaitan dengan itu, makaperlakuan awal berupa penguapan adalahtindakan yang mungkin untuk dilakukan.Selanjutnya konsentrat hasil evapori3si dapat

107

diumpankan ke sistem insenerasi. Untukmengantisipasi perolehan konsentratberviskositas tinggi yang disebabkan olehkenaikan konsentrasi fosphat, maka dapatdisiapkan tidakan pengenceran denganpelarut kerosin. Senyawa kerasin sudahtergantung dalam limbah, yaitu sebagaipengenceran solven ekstraksi. Nilai kalorpembakaran konsentrat hasil penguapanharus ditentukan terlebih dahulu sebelumdiumpankan ke dalam sistem insenerasi.

Pengkajian pengolahan dcngan metodesementasi

Proses sementasi limbah dapatdilakukan dengan batasan tidak terjadi reaksiantara senyawa limbah dengan bahansemen. Sangat diharapkan untuk produksementasi adalah blok beton yang kuat.Gunk adalah larutan yang tidak bereaksidengan bahan semen, keasaman tarutandengan pH antara 5-6 adalah kendala yangakan dihadapi. Berkaitan hal tersebut, makadiperlukan perlakuan awal netralisasi denganpenambahan soda. Keberadaan air dalamlimbah dengan kandungan 80 % haruslahdiperhatikan, khususnya didalam pemilihanjenis soda yang akan digunakan.Penambahan volume yang diakibatkan olehpenambahan soda akan berakibatmoningkotnya volume blok semen hasilsementasi. Batasan aktivitas maksimumuntuk berbagai jenis kontaminan harusdiperhatikan dengan seksama.

Hasil perbandingan kedua metodetersebut untuk mengolah limbah gunk dapatdilihat dilihat pada Tabel 2.

Page 4: PENGKAJIAN PENGOLAHAN LlMBAH RADIOAKTIF ORGANIK …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/HSL PENEL P2PLR TH... · Hasil inventarisasi ... pertanian, maka ketersediaan di

- ~------- --- --------- ------~---~

NO.PARAMETER

METODE

INSENERASISEMENTASI

1.Radioaktivitas VV

2.Kandungan air XV

3.Perlakuan awal PenguapanNetralisasi (soda)

4.pH /).X

5.

Volume hasil olahan V/).T Perb h

Catatan : V = baik 6. = kurang X = jelek

KESIMPULAN

Pemilihan metode pengolahan dankebutuhan perlakuan awallimbah gunk harusdilakukan dan disiapkan secara maksimal.Untuk pengolahan limbah gunk, metodesementasi adalah proses alternatif yangmenguntungkan dibanding prosesinsenerasi. Pengolahan secara sementasirelatif lebih murah dan menghasilkan produkblok fosfat tersementasi yang tidakberbahaya untuk lingkungan.

108

DAFT AR PUST AKA

1. IAEA. "Conditioning of Low andIntermediate Level RadioactiveWaste"Technical Report Series NO.222,IAEA Viena (1983)

2. IAEA. "Treatment of Low andIntermediate Level SolidWaste"Technical Report Series NO.223,IAEA Viena (1983)

3. IAEA, "Design and operation ofradioactive waste facility" Safety SeriesNo. 108,60, IAEA (1992)