PENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF CAIR YANG MENGANDUNG ...

ISSN 0216 -3128Zainus Salimul 133

PENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF CAIR YANGMENGANDUNG DETERGEN DENGAN PROSES BIOLOGILUMPUR AKTIF

Zainus SaliminPusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radioaktif BATAN, Jakarta.

ABSTRAKPENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF CAIR YANG MENGANDUNG DETERGEN DENGANPROSES BIOLOGI LUMPUR AKTIF. Proses bioLogi Lumpur aktif diLakukan untuk mengoLah limbah cairdeterjen persiL dari pencucian pakaian kerja radiasi, sebagai altematif proses pengganti pengolahan secaraevaporasi yang ada. Konsentrasi deterjen dalam air pada operasi pencucian pakaian kerja adalah14,96 gll. Setelah operasi pembilasan pakaian dan pencampuran air cucian dengan Limbah cair lain yangsejenis, air limbah mempunyai kadar deterjen 5 1,496 gll dan aktivitas Cs-137 10-3 Ci/m3. Umbahsimulasi yang ekivalen aktivitasnya (Cs-137) 10-3 Ci/m3, kadar deterjen (X) 1.496: 0.748: 0.374: 0.187.0,1496 JaIl 0,094 gll dengan nilai BOD 186, 115, 71, 48, 19, and 16 ppm dikenai proses Lumpur aktifpadasuhu tamar dalam reaktor volume 18,61, memakai Super Growth Bacteria SGB 102 dan SGB 104 dengannutrisi nitrogen dolI fosfor serra diaerasi. Setelah bakteri menyesuaikan kondisi deterjen. sampe/ larutandiambil 2 jam sekali untuk analisis kadar BOD don Cs-137. Hasilllya Illenunjlikkan bakteri SGB 102 dolISGB 104 mampu mendegradasi deterjen sampai nilai baku mutli air buangan golongan B BOD 6 pr'll.Diperllikan waktu degradasi deterjen 30 jam untuk X 5 O. 187 gll. 50 jam untlik 0,187 < X 50,374 gll, 75jam untuk 0,374 < X 50,748 dan 100 jam untuk 0,748 <X 51,496 gll. Saar awal bakteri SGB 104berinteraksi lebih cepat dalam mendegradasi deterjen dibanding SGB 102. Proses oksidasi biokimiamendekontaminasi larutan dengan faktor dekontaminasi .:t 350, Cs-137 tersolpsi dan dipekatkan raJasludge melalui akumulasi biologi sebagai senyawa kompleks pada permukaan dinding bakteri, sehingga

aktivitas beningan menjadi sangat kecil.

ABSTRACTTHE TREATMENT OF LOW LEVEL RADIOACTIVE LIQUID WASTE CONTAINING DETERGENTBY BIOLOGICAL ACTIVATED SLUDGE PROCESS. The treatment of low level radioactive liquid wastecontaining persil detergent from laundry operation of contaminated clothes by activated sludge process hasbeen done. for alternative process replacing the existing treatment by evaporation. The detergentconcentration in water solution from laundry operation is 14.96 gll. After rinsing operation of clothes andmixing of laundry water solution with another liquid waste, the "'aste "'ater solution contains abollt 5 1,496gll of detergent and 10.3 Ci/m3 ofCs-137 activity. The simulation waste having equivalent activity ofCs-13710.3 Ci/ln3, detergent content (X) 1.496, 0.748, 0.374, 0.187, 0.1496 and 0.094 gll on BOD valuerespectively 186, 115. 71. 48. 19. and 16 ppm was processed by activated sludge in reactor of 18.6 Icapacity on ambient temperature. It is used Super Growth Bacteria (SGB) 102 and SGB 104. nitrogen andphosphor nutritions, and aeration. The result show that bacteria of SGB 102 and SGB 104 were able todegrade the persil detergent for attaining standard quality of water release category B in which BOD values6 ppm. It was need 30 hoursfor X 50.187 gll. 50 hoursfor 0.187 < X 50.374 gll. 75 hours for 0.374 <X 50.748, and 100 hours for 0.748 <X 51.496 gll. On the initial period the bacteria of SGB 104 interactmost quickly to degrade the detergent comparing SGB 102. Biochemical oxidation process decontaminatethe solution on the decontamination factor of 350, Cs-137 be concentrate in shldge by complexing with thebacteria wall until the activity of solution be become very low.

dengan aktivitas minimal lO-6 Ci/m3. Limbahtersebut kemudian dicampur dengan limbah cairlain yang sejenis dari fasilitas reaktor dan fabrikasiradioisotop, kemudian diolah melalui prosesevaporasi dilanjutkan dengan proses sementasikonsentrat hasil evaporasi. Unsur radioaktif utamadalam limbah adalah Cs-137 yang berwaktu paruh30 tahun. Evaporasi limbah deterjen tersebutmenimbulkan buih, sehingga untuk mencegahdestilat terkontaminasi unsur radioaktif dibutuhkanbahan anti buih[IJ. Biaya operasi evaporasi mahal

PENDAHULUANP engOperasian fasilitas nuklir Serpong,

menimbulkan rata-rata 3000 kg pakaian kerjaradiasi kotor-terkontaminasi per tahun, yang dicucidengan mesin pencuci sebanyak 100 kali siklus

pencucian clan dikeringkan dengan pengeringsebanyak lebih dari 200 kali siklus pengeringan.Dari operasi pencucian pakaian kerja radiasitersebut ditimbulkan 133,7 m3 limbah cair yangmengandung deterjen persil konsentrasi 1,496 g/l

Prosldlng pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologl NukllrP3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Junl 2002

ISSN 0216-3128 Zainus Salimin134

dalamautooksidasi secara progresifselularnyallJ.

Reaksi tersebutpersamaan sebagai berikut

massa

digambarkan me\a\ui

Zal organik +.' 0, + N + P -~--!!!!!.k

Residu terlarut lahan orai

-+ a Sel bar. + CO , + H ,0

(I)

Sel + b' 0 ..CO ! + H,O + N + P +

Residu selular laban urai

karena diperlukan uap air pemanas yangdibangkitkan dari pembakaran minyak dalamboiler, dan memerlukan bahan anti buih dan asamnitrat penghilang kerak.

Deterjen persil adalah jenis deterjen yangberkadar buih rendah, merupakan senyawa alkil arilsulfonat yang mempunyai rumusCH3-(CHvIO-CH2-OSO3Na atau Na~-SO3-[I).Senyawa organik seperti deterjen persil tersebutdapat dirombak oleh mikroorganisme (bakteri)lewat proses oksidasi biokimia menjadi karbondioksida, air dan biomassa bakteri (sel baru) sertaresidu selular tahan urai[2). Bakteri tersebutmenggunakan zat organik yang terdapat dalam

limbah sebagai makanannya. Laju pertumbuhanbakteri berhubungan dengan keseimbangan antarabahan makanan dan populasi bakteri. Populasibakteri yang diberi nutrisi yang cutup pada nisbahBOD: N : P = 100 : 5 : 1 akan tumbuh danberkembang biak secara cepat, tetapi sebaliknyapopulasi batten yang kurang nutrisi tidak akanberkembang biak. Melalui perlakuan biologitersebut diharapkan akan terjadi konversi zatorganik dalam larutan menjadi zat organiktersuspensi, yang kemudian terombak menjadimassa sel yang terflokulasi dan terendapkan olehgaya gravitasi, yang biasa disebut sebagai flokbiologi. Penghilangan unsur radioaktif dari larutanmelalui proses biosorpsi unsur radioaktif pada flokbiologi tersebut diharapkan akan terjadi. Beninganyang terbentuk kemudian memiliki kadar zatorganik dan unsur radioaktif yang rendah, yangmemenuhi nilai baku mutu.

Dalam studi ini dilakukan pengolahanlimbah radioaktif cair aktivitas rendah yangmengandung deterjen persil yang berasal daripencucian pakaian kerja radiasi, dengan metodeproses biologi lumpur aktif, dalam upaya untuk

mencari altematif proses pengolahan yangmenggantikan proses pengolahan secara evaporasi

(yang telah ada).

TEORI

Yang perlu diperhatikan dalam perencanaandan operasi fasilitas pengolahan secara biologiadalah jumlah oksigen dan nutrisi, dan jumlah

lumpur biologi yang diperoleh. Lumpur biologitersusun dari sel barn dan residu selular tahan urai.Logam berat dan unsur radioaktif dalam limbahakan terjerap pacta lumpur biologi, sehingga terjadidekontaminasi larutan.

Besaran k dalam persamaan (I) adalahkonstanta kecepatan reaksi yang merupakan fungsikemampuan biodegradasi zat organik dalam limbahcair. Koefisien a' adalah fraksi zat organik yangdihilangkan melalui oksidasi menjadi hasil akhirberupa energi, dan koefisien a adalah fraksi zatorganik yang dihilangkan melalui pengubahanmenjadi massa sel. Koefisien b adalah fraksibiomassa yang dapat terdegradasi melalui oksidasiperhari dan b' adalah oksigen yang dibutuhkanuntuk oksidasi tersebut.

Bakteri yang digunakan harus dapatmenyesuaikan dengan media air limbah yangdiolah. Untuk air limbah yang lebih kompleks.penyesuaian media tersebut dapal memakan waklusampai 6 minggu. Penghilangan BOD dari airlimbah melalui lumpur biologi lerjadi melalui 2tahapan yaitu diawali penghilangan secara cepat zaltersuspensi, koloid dan BOD lerlarul, diikulidengan penghilangan lambal sisa BOD lerlarul

secara progresif.

Penghilangan BOD awal diselesaikanmelalui satu alau lebih mekanisme berikuttergantung pacta karakteristik fisika dan kimia dari

zat organikl2] :

I. Penghilangan bahan tersuspensi termasuk logamberat dan unsur radioaktif melalui penangkapandengan pcnjerapan pacta flok biologi.Penghilangan ini berlangsung cepal danterganlung pacta lingkal pencampuran an lara airlimbah dan lumpur. -"

Prinsip Oksidasi Biokimia

Bila zat organik dihilangkan daTi larutanmelalui pengolahan secara proses biologimenggunakan bakteri sebagai mikroorganisme.terjadi dua fenomena dasar sebagai berikut:Oksigen dikonsumsi oleh bakteri untukmemperoleh energi. dan massa sel baru terbentuk.Kebutuhan oksigen tersebut dipenuhi melaluipenggelembungan udara kedalam larutan (prosesaerasi). Mikroorganisme juga mengalami

2. Penghilangan bahan koloid melalui penjerapanfisika kimia pada flak.

Prosldlng Pertemuan den Presentasl IImlah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan den Teknologl Nuklir

P3TM.8ATAN Vogyakarta. 27 Junl 2002

Zainus Salim in ISSN 0216 -3128 135

dengan nisbah F/M yang rendah pada umur lumpuryang lama. Lumpur aktif jenis filamentous bulkingyang mudah menyebabkan tersumbatnya sistemresirkulasi lumpur dan peralatan aerasi, dihasilkandaTi air limbah yang mengandung glukosa,sakarosa, laktosa dan bahan sejenis. Kekuranganoksigen terlarut dalam air limbah di sistem

pengolahan biologis menyebabkan terbentuknyalumpur filamentous bulking, pada konsentrasioksigen kurang daTi 0,1 mg/i terbentuklah filamentipis 1-4 ~m. Untuk proses pengolahan secarabiologis aerob yang bagus, hubungan antarakonsentrasi oksigen terlarut dalam limbah dannisbah F/M dikembangkan oleh Palm, et.al (1980)seperti ditunjukkan pada Gambar 2[2].

-

3. Penjerapan biologi zat organik terlarut olehmikroorganisme, mungkin melalui pembentukanenzim oleh mikroorganisme, penarikan zatorganik pacta permukaan dinding bakteri atausampai kedalam gel.

Penghilangan BOD terlarut berbandinglangsung dengan konsentrasi lumpur yang ada,umur lumpur, dan karakteristik kimia zat organikterlarut. Tipe lumpur yang dihasilkan sangatmempengaruhi sifat penjerapan. Pacta umumnyalumpur dari operasi batch atau plug-flowmempunyai sifat penjerapan yang lebih baikdaripada yang didapatkan dari operasi

pencampuran sempurna.

I K-- ,. ---~-

i

:;~o:;:.':1.n..n

~~

.://

-&:K__-' _n '

-D c::J-r_."-~---6 [>. :.'~~-

.'-J a.0

Gambar 1. Tipe-tipe Lumpur aktif

Proses Lumpur Aktif (Activated sludge)Proses lumpur aktif adalah salah satu proses

yang paling banyak dipakai untuk pengolahan airlimbah secara biologis. Di dalam sistem ini bakteridisuspensikan untuk terus bergerak dan tidakmengendap melalui adukan, arus resirkulasi, ataugerakan lain yang ditimbulkan oleh aerator[2,3,4,5].Dengan demikian lumpur aktif merupakan bahanyang mengandung populasi bakteri aktif yangdigunakan dalam pengolahan air limbah. Pactaproses kontinyu, lumpur aktif yang terbawabersama air limbah hasil pengolahan dipisahkandalam tangki pengenap dan sebagian lumpuraktifnya diresirkulasikan kembali ke tangki aerasi,sedangkan bagian lainnya diambil sebagai hasilpekatan. Beningan yang dihasilkan proses lumpuraktif relatif jernih dan memenuhi syarat untuk

dibuang.

Salah satu faktor renting untuk unjuk kerjaproses lumpur aktif adalah mekanisme flokulasiyang efektif, diikuti dengan pengenapan dan

pemampatan yang cepat. McKinney (1963)menghubungkan flokulasi dengan rasio makanan(F) terhadap mikroorganisme (M) atau nilai F/M,dan menunjukkan bahwa mikroorganisme (bakteri)secara normal acta di dalam lumpur aktif yangmenggumpal dengan cepat pacta kondisi kelaparan.Lebih lanjut telah ditunjukkan bahwa flokulasi

diakibatkan oleh pembentukan lapisan lumpurpolisakarida yang lengket dimana mikroorganismemenempel. Flagela juga terjerat dalam bahanlumpur tersebut. Organisme bentuk filamenterdapat di dalam kebanyakan lumpur aktif kecualipacta limbah dari industri kimia dan petrokimia.Palm, et al (1980) telah mengidentifikasi tigamacam lumpur aktif yaitu filamentous bulking, non-

bulking, dan pin-point seperti yang ditunjukkanpacta Gambar I. Lumpur non-bulking dihasilkandari operasi plug-flow atau selector plantconfiguration, atau dari air limbah organik yangkompleks. Lumpur pin-point dihasilkan dari operasi

I~

1~~

i2~A

3-.~

~

0,2 0.3 0,4 ;

"muatan..1 orgonlk FIM-

Gambar 2. Hubungan oksigen terlarulrasio F/M pada flak aerobik

---'"0.8

den pan

Chudoba, et al (1985) menunjukkan bahwa

kecepatan pertumbuhan organisme sangatdipengaruhi oleh konsentrasi bahan organik danrasio F/M. Pacta bahan terdegradasi konsentrasirendah, pertumbuhan lumpur cenderung berbentukfilamen. Hal ini menjelaskan mengapa pacta sistem

Prosldlng Pertemuan den Presentasilimiah Penelltlan Oasar IImu Pengetahuan den Teknologl Nukllr

P3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Junl 2002

ISSN 0216.3128 Zainus Salim in136

ditunjukkan pada Gambar 3), 10,23 I ke bak aer¥iROI dan 8,37 I ke bak pemisah lumpur R02. Pomparesirkulasi larutan POI dan aerator P02, P03, P04dan P05 dijalankan dengan konfigurasi kran V06tertutup kran, V04 dan V05 terbuka pada posisipersen pembukaan tertentu sehingga tinggipermukaan cairan pada ROI dan R02 menjadi tetap.Kemudian dimasukkan sejumlah nutrisi urea danTSP pada perbandingan BOD:N:P = 100:5:1, suhupada suhu kamar. Pengukuran pH dan oksigenterlarut dalam larutan yang ada di reaktor dilakukandengan alat Water Checker. Bakteri SGB 102sebanyak 71 kemudian dimasukkan ke dalamreaktor. Pompa dan aerator terus dijalankan,lumpur aktif tersirkulasikan. Larutan nutrisi ureadan TSP pada konsentrasi yang sarna seperti dalamreaktor ROI diisikan ke dalam tangki nutrisi T03,kran V03 dibuka sedemikian sehingga larutanmenetes masuk ke bak aerasi ROI tetes demi tetes.Sampel larutan diambil setiap 2 jam sekali setelahbakteri menyesuaikan kondisi limbah deterjentersebut. Analisis BOD dan aktivitas cesium dalamlarutan dilakukan. Percobaan diulangi masing-masing untuk kadar deterjen dalam larutan 0,748;0,374; 0;187; dan 0,094 g/l. Percobaan diulangisecara keseluruhan dengan bakteri SGB 104.

carnpuran dengan konsentrasi bahan organik rendahcenderung memberikan pertumbuhan lumpurbentuk filamen. Pada konsentrasi bahan organikyang tinggi, flak yang terbentuk menarik bahanorganik daTi larutan pada kecepatan yang tinggidibanding dengan penarikan filarnen, penarikanbahan organik oleh flak tersebut mendominasiproses yang terjadi. Oleh karena itu untukmemperoleh gradien konsentrasi bahan organikyang tinggi digunakan sistem operasi pengolahanbiologis secara plug-flow, pemakaian selector atau

contacto,l2,5].

TATA KERJA

BahanBahan-bahan yang digunakan adalah bahan

produksi E. Merck, antara lain kalium dikromat,asam sulfat, perak sulfat, merkuri sulfat, feroamonium sulfat, mangan sulfat, natrium hidroksida,kalium iodida, natrium tiosulfat daD indikatoramilum serta kristal sesium nitrat. Deterjen persilyang digunakan produksi PT. Estrella Laboratories,Bogor, di bawah lisensi Henkel KGaA, Jerman.Bakteri yang digunakan adalah bakteri SGBproduksi PT. Nusantara Water Center, Jakarta,jenis super growth bacteria (SGB), yangmerupakan campuran dari bakteri Bacillus sp,Pseudomonas sp, Arthrobacter sp, daD AeromonasSF, terdiri dari SGB 102 daD SGB 104 yangmengandung 10,4 juta bakteri/ml daD berdensitas

0,996 g/l.

.-__-T"m

~"I ::J~~ ..'

~""'-~

;:JJ'11 :

~

I'"

~~ 'C;~::_"! ~"~"~1~ . ,

.M. ~-~~~::;,.Metode

Gambar 3. Skema Unit Proses Biologi PengolahanUmbah Deterjen

Pembuatan Limbah Simulasi

Cesium nitrat 0,12 mg dilarutkan dalam0,5 I air sehingga diperoleh larutan aktivitas Cs-13710 Citm3, larutan terse but dipakai sebagai larutaninduk untuk pembuatan larutan aktivitas 10-3 Citm3melalui pengenceran. Deterjen persil 74,8 gditimbang clan dilarutkan ke dalam 50 llarutan 10-3Citm3, diperoleh larutan berkadar deterjen 1,496 g/ldengan aktivitas [0-3 Citm3. Hal yang sarnadilakukan untuk kadar deterjen dalam limbah0,748; 0,374; 0,187; 0,1496 clan 0,094 g/l. BODlarutan deterjen kadar bervariasi tersebut dianalisis.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Sesuai Gambar I, terdapat 3 macam lumpuraktif yaitu filomentous bulking, non-bulking danpin-point (Palm, et.al, 1980). Jenis filamentousbulking yang terbentuk pacta sistem yangkekurangan oksigen atau pada sistem campuran,menyebabkan operasi pengolahan secara biologimenjadi terhambat karena penyumbatan sistemsirkulasi. Lumpur aktif jenis non-bulking dihasilkandari operasi plug-flow, batch clan selector plantconfiguration. Dalam percobaan ini dipilih operasibatch dengan resirkulasi larutan dan pemberjanaerasi menggunakan 4 buah aerator agar tidakterjadi kekurangan oksigen dalam larutan dan

Pengolahan Limbah Secara Biologi

Limbah cair simulasi yang ekivalenaktivitasnya 10-3 Ci/m3 mengandung deterjen padakonsentrasi 1,496 g/l dimasukan kedalam reaktor

yang telah terpasang pemipaannya (seperti

-Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Oasar IImu Pengetahuan den Teknologl Nukllr

P3TM-BATAN Yogyakarts, 27 Juni 2002

ISSN 0216-3128Zainus Salim in 137

Hal tersebut menggambarkan bahwa kadar oksigenterlarut yang diberikan oleh aerator cukup tinggisehingga lumpur bentuk filamen tidak terbentuk.

Data jumlah bakteri SGB 102 atau SGB l04clan nutrisi minimal untuk proses oksidasi biokimialimbah deterjen sebagai fungsi konsentrasi deterjenatau nilai BOD ditunjukkan pada Tabel I. Padalabel tersebut terlihat bahwa semakin besarkonsentrasi deterjen maka jumlah bakteri yangdigunakan semakin ban yak untuk mendegrasi zatorganik tersebut. Dengan demikian, semakinbanyak pula jumlah nutrisi yang diperlukan agarpopulasi bakteri tumbuh clan berkembang secaracepat, sehingga berlangsunglah pengkonversian zat

organik dalam larutan menjadi lumpur biologi yangtertlokulasi clan terendapkan oleh gaya gravitasi.

lurnpur aktif jenis filamentous bulking tidakterbentuk. Kadar oksigen da1arn 1arutan denganpenggunaan 4 aerator rnernberikan konsentrasioksigen terlarut yang cukup tinggi, sehingga sesuaiGambar 2 dipero1eh harga F/M yang cukup tinggi,proses pernbentukan 1urnpur aktif terhindar dari

bentukfilamentous bulking.

Bakteri yang digunakan da1arn percobaanproses oksidasi biokirnia 1irnbah cair deterjen iniada1ah bakteri SGB 102 dan SGB 104 yangrnernpunyai harga densitas yang sarna. Sesuaipengertian rasio F/M dan Garnbar 2, jurn1ah bakteriyang digunakan tergantung pacta kadar oksigenter1arut dan ni1ai BOD dari 1irnbah yang dio1ah.

Dari pengukuran dengan water-checker dipero1ehkadar oksigen ter1arut dalam 1arutan 5,4 pprn,se1anjutnya dari Garnbar 2 dipero1eh ni1ai F/M0,51 yang rnasuk pacta daerah rnendekati asirntotis.

Data jumlah bakteri SGB 102 atau SGB 104 dan nutrisi minimal untuk proses oksidasi biokimialimbah deterjen sebagai fungsi konsentrasi deterjen.

Tabell.

Catatan :F = BOD x Volume Larutan Total (mg)M = lumlah larutan Bakteri Yang Ditambahkan (mg)p = Densitas Larutan Bakteri = 0,996 giml

setelah 2 minggu tersebut, pengamatan percobaandilakukan 2 jam sekali dimana sampel larutan

diambil untuk dianalisis BOD dan aktivitasnya.

Kurva hubungan antara BOD awal dengankonsentrasi deterjen ditunjukkan oleh Gambar 4.

Biological Oxygen Demand adalah banyaknya O2yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk

menguraikan zat organik menjadi senyawa yang

stabil melalui proses biologi. Hasil pengukuranmenunjukkan semakin besar konsentrasi deterjendalam larutan maka semakin besar pula nilai BOD,karena kebutuhan O2 yang diperlukan olehmikroorganisme untuk menguraikan deterjen dalam

limbah secara biologi semakin banyak.

Percobaan dilaksanakan pacta suhu karnar

(18-29DC) masuk pada daerah suhu mesophilicdimana kecepatan reaksi biologi mendekati hargamaksimal pada suhu 31 DC. Larutan limbahterencerkan oleh larutan yang ada dalam tangkiaerasi dan ternetralisir oleh CO2 yang dihasilkanbakteri. Hasil akhir adalah bikarbonat yangmerupakan penyangga efektif untuk sistem aerasi,

sehingga pH larutan berharga tetap 8.

Hasil percobaan menunjukkan bahwa bakteri

SGB 102 dan SGB 104 dapat menyesuaikankondisi limbah deterjen setelah waktu 2 minggu.reaksi sesuai persamaan (1) dan (2) mulai terjadi.Hal ini ditunjukkan dengan mulai timbul massalumpur yang berwarna coklat muda. Mulai saat

Prosldlng Pertemuan dan Presentasl IImlah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nuklll

P3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Junl 2002

138 ISSN 0216 -3128 Zainus Salim in

~e

Gambar 5. Kurva hubungan BOD awal terhadapkonsentrasi deterjen dalam limbah

Gambar 4. Kurva pengaruh waktu proses terhadapkadar BOD pada percobaanpengolahan limbah radioaktif cairaktivitas rendah yang mengandungdetergen persil dengan bakteri SGB102.

Pacta Gambar 5 terlihat bahwa semakin lamawaktu tinggal bakteri SGB 102 maka semakin kecilnilai BOD larutan. karena semakin ban yak deterjenyang terdegradasi sesuai reaksi pacta persamaan (1)daD (2). Bakteri SGB yang merupakan campurandari bakteri Bacillus sr. Pseudomonas sr.Arthrobacter sp, daD Aeromonas sr. yang diberinutrisi. tumbuh daD berkembang biak dengan

menggunakan deterjen sebagai makanannyasehingga reaksi (1) daD (2) dapat berlangsung.Semakin besar konsentrasi deterjen dalam limbahmemerlukan waktu yang lebih lama untuk prosesoksidasi biokimia oleh bakteri. Demikian pulapacta Gambar 6. semakin lama waktu tinggal bakteriSGB 104 diperoleh nilai BOD larutan semakinkecil. Melalui perbandingan kurva pacta Gambar 5daD 6 dapat dilihat bahwa pengolahan limbahsecara biologi pacta kadar deterjen yang sarna.penggunaan bakteri SGB 104 memberikan basilyang lebih baik dengan nilai BOD dalam beninganlebih kecil bila dibandingkan dengan penggunaanSGB 102. Hal tersebut dikarenakan setelah waktupenyesuaian 2 minggu. bakteri SGB 104 langsungberinteraksi lebih cepat mendegradasi deterjen,membentuk massa sel baru daD residu selular tahanurai sesuai reaksi pacta persamaan (1) daD (2).Nilai BOD dalam beningan basil pengolahanlimbah deterjen menggunakan bakteri SGB 102 daDSGB 104 pacta daerah kurva yang asimtotis telahmemenuhi syarat baku mutu air buangan untukkriteria air golongan B (air yang dapatdipergunakan sebagai bahan baku untuk diolahsebagai air minum daD keperluan rumah tangga)(Kep. Men. KLH No. 02/1/1988).

Gambar 6. kurva pengaruh waktu proses terhadapkadar BOD pada percobaanpengolahan limbah radioaktif cairaktivitas rendah yang mengandungdetergen persil dengan bakteri SGB104.

Dari hasil percobaan sesuai Oambar 5 dan 6terlihat bahwa bakteri SOB 102 dan SOB 104mampu mendegradasi deterjen sampai nilai bakumutu air buangan golongan B dengan BOD 6 ppm.Diperlukan waktu 30 jam untuk kadar deterjen (X).$ 0,187 gn, 50 jam untuk 0,187 < X.$ 0,374 g/I, 75jam untuk 0,374 < X .$ 0,748 gn, dan 100 jamuntuk 0,748 < X .$ 1,496 g/l.

Tabel 2 dan 3 menunjukkan hubungan waktupercobaan proses oksidasi biokimia limbahradioaktif cair yang mengandung deterjen terhadapfaktor dekontaminasi berturut-turut untuk bgkteriSOB 102 dan SOB 104. Terlihat bahwa semilkinlama waktu proses, maka semakin besar harga

Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl NukllrP3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Junl 2002

faktor dekontarninasi. Semakin lama waktu prosesmaka semakin lama waktu untuk regenerasibiomassa atau produknya, sehingga jumlahbiomassa yang teri?entuk semakin banyak, yang

meningkatkan kemampuan penjerapan terhadapunsur radioaktif Cs-137. Semakin banyak Cs-137

yang terjerap clan dipekatkan pada lumpurbiomassa, maka semakin kecil aktivitas Cs-137dalam beningan. Faktor Dekontaminasi (FD) adalahrasio antara aktivitas larutan awal terhadap aktivitas

beningan, maka semakin kecil aktivitas beninganmemberikan FD yang semakin besar.

Tabel3. Data Faktor Dekontaminasi (F.D.) pada pengolahan limbah deterjen dengan bakteri SGB 104

Bakteri SGB 104 mempunyai kemampuanlebih baik mendekontaminasi larutan dibandingSGB 102. FD yang dapat diperoleh dalam prosestergantung lama waktu tinggal bakteri. nilai FD 350dapat dicapai dalam operasi tersebut. Dalampercobaan pacta konsentrasi deterjen 0.094 g/l tidakditeliti pengaruh waktu proses terhadap F.D..karena degradasi deterjen pacta konsentrasi tersebutsangat cepat terjadi dan dekontaminasinyasebanding mengikuti nilai degradasi zat organiktersebut, pacta waktu yang pendek baku mutu telahterpenuhi. Sesuai basil percobaan seperti terlihatpacta Tabel 4 dan 5. aktivitas beningan basil prosestelah memenuhi nilai baku mutu kadar maksimum

Cs-137 dalam air sebesar 10-5 Ci/m3 (SK Kepala

BAPETEN No. 02N -99).

KESIMPULAN

Hasil percobaan menunjukkan bahwa bakteri5GB mampu menyesuaikan kondisi limbah deterjensetelah waktu 2 minggu. dengan indikasi mulaitimbul massa lumpur terdispersi dalam larutan yangberwarna coklat muda. Bakteri 5GB 104berinteraksi lebih cepat dalam menguraikan

deterjen persil dibanding dengan bakteri 5GB 102.

Proses lumpur aktif dengan bakteri SGBpada tekanan 1 atm, suhu kamar (18-29°C),pemberian aerasi pada nilai D.O. 5,4 ppm,pemberian nutrisi pada nisbah BOD: N : P = 100 :

5: 1, dapat memberikan hasil:

1. COD dan BOD dapat mencapai syarat baku

tingkat buangan golongan B yang berkadar

Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar Ilmu Pengetahuan dan Teknologl NukllrP3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Junl 2002

ISSN 0216-3128 Zainus Salim in

140

dengan yang tidak mengandung detergen.Mohon dijelaskan.

Zinus Salimin.Pengolahan limbah radioaktif yang

mengandung detergen dengan prosesevaporasi akan menimbulkan buih yangmenyebabkan destilat terkontaminasi zatradioaktif, untuk pencegahan timbulnyabuih dibutuhkan anti buih minyak silikon.

COD 10 ppm dan BOD 9 ppm, dan aktivitas Cs-137 dapat memenuhi baku tingkat radioaktivitaslingkungan dimana kadar Cs-137 dalam air10-5 Ci/m3.

2. Untuk memenuhi syarat baku mutu tersebutdiperlukan waktu 30 jam untuk X ~ 0,187 g/l,50 jam untuk 0,187 < X ~ 0,374 g/l, 75 jamuntuk 0,374 < X ~ 0,748 g/1, dan 100 jam untuk0,748 < X ~ 1,496 g/l.

3. Larutan limbah dapat didekontaminasi dengannilai FD :t 350. M.Yazid

..5GB 102 clan 104 yang digunakan ini spesiesyang dominan apa ?

..Proses apa yang terjadi, dekomposisi atautranslasi saja ?

Zinus Salimine Bakteri SGB yang digunakan dalam

percobaan ini adalah suatu kumpulanbakteri )'aitu ..Bacillus S.P, PseudomonasS.P, Arthobacter S.P, dan Aeromonas S.P.bakteri SGB mengandung sekitar 100 jurabakterilml. SGB 102 baik untukmemproses limbah yang berkadar BODtinggi, sedangkan SGB 104 digunakanuntuk mereduksi senyawa kimia spesifikseperti aromatik, hidrokarbon dengankhlor, senyawal fenDt, senyawa organikdan BOD.

e Proses yang terjadi adalah dekomposisidan flukolosi

Igo. Djoko Sarjooo..Mengapa parameter yang diukur hanya BOD

dan FD saja. apakah tidak ada parameter lainyang mungkin lebih dominan.

Zinus Salimin.Dalam percobaan yang telah dilakukan

parameter yang diukuur adalah COD,BOD, TS dan aktivitas, namun yangdisajikan dalam makalah ini hanya hasil-hasil dari parameter BOD dan aktivitas.Nilai perbandingan aktivitas awaldibanding aktivitas beningan merupakannilai F.D. Nilai COD biasanyaberbanding lurus terhadap nilai BOD,nits; TS d;gunakan untuk penegce~nhas;l proses oks;das; biok;mia.

DAFfARPUSTAKA1. SALIMIN, Z, "Evaporasi Limbah Radioaktif

Cair Yang Mengandung Detergen DenganAntibuih Minyak Silikon", ProsidingPertemuan dan Presentasi Ilmiah TeknologiPengolahan Limbah I, Serpong 10-11Desember 1997.

2. WESLEY, E, "Idustrial Water PollutionControl", Second Edition, Mc Graw-Hill BookCompany, International Edition, Singapore,1989.

3. PERRY, R.H, "Chemical Engineer'sHandbook", 6th Ed, Mc Graw-Hill BookCompany, International Edition, Singapore,1984.

4. REMEDIAL PIRANTI JAYA PT, "BrosurSuper Growth Bacteria SGB 102 dan SGB104", Jakarta, 1998.

5. HANEL, L.B.H, "Biological Treatment ofSewage by Activated Sludge Process, Theoryand Operation", 3th Ed, John Wiley & Sons,New York, 1979.

6. Keputusan Menteri Lingkungan Hidup No.Kep.02/MENLH/1988 Tentang PedomanPenetapan Baku Mutu Lingkungan.

7. Keputusan Kepala Badan Pengawas TenagaNuklir No. 02/Ka.BapetenN-99 Tentang BakuTingkat Radioaktivitas Di Lingkungan.

TANYAjAWAB

Sunardjo~ Apakah perbedaan prinsip dari pengolahan

limbah radioakti[ yang mengandung detergen

Prosldlng Pertemuan den Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan den Teknologl NukllrP3TM-BATAN Yogyakarta, 27 Junl 2002