STUDI PENGOLAHAN LIMBAH YANG DITIMBULKAN DARI DEKONTAMINASI ELEKTROPOLISHING STAINLESS STEEL 304 SECARA SINERGI ELEKTRO FILTRASI DAN PERTUKARAN ION DALAM RESIN - e-Repository BATAN

  PROSIDING Seminar Nasional

  Teknologi Pengelolaan Limbah XII Tahun 2014 Tema : Penguasaan dan Pemanfaatan Teknologi Pengelolaan Limbah sebagai Wujud Perlindungan Lingkungan Hidup

  

Diterbitkan

Oktober 2014

  Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN bekerjasama dengan

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kita panjatkan ke hadirat Allah SWT, yang karena atas ijin dan karunia-Nya

maka Prosiding Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah XII dapat diterbitkan. Seminar

dengan tema ”Penguasaan dan Pemanfaatan Teknologi Pengelolaan Limbah Sebagai Wujud

Perlindungan Lingkungan Hidup”, telah dilaksanakan pada tanggal 30 September 2014 di

Gedung Graha Widya Bhakti, Kawasan PUSPIPTEK Serpong – Tangerang.

  Seminar ini diselenggarakan sebagai media sosialisasi hasil penelitian di bidang

pengelolaan limbah radioaktif dan non radioaktif. Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan

Limbah XII dijadikan sebagai media tukar menukar informasi dan pengalaman, ajang diskusi

ilmiah, peningkatan kemitraan di antara peneliti dengan praktisi, penimbul dengan pengelola

limbah, mempertajam visi pembuat kebijakan dan pengambil keputusan, serta peningkatan

kesadaran kolektif terhadap pentingnya pengelolaan limbah yang handal.

  Prosiding ini memuat karya tulis dari berbagai hasil penelitian mengenai pengelolaan

limbah radioaktif, industri dan lingkungan. Setelah melalui mekanisme evaluasi dan editing oleh

tim editor maka makalah-makalah dikelompokkan menjadi empat kelompok, yaitu kelompok

pengelolaan limbah, disposal, lingkungan dan perundang-undangan. Makalah-makalah tersebut

berasal dari para peneliti di lingkungan lembaga penelitian, perguruan tinggi dan kalangan

industri sebagai stakeholder kegiatan pengelolaan limbah.

  Semoga penerbitan prosiding ini dapat digunakan sebagai data sekunder dalam

pengembangan penelitian di masa akan datang, serta dijadikan bahan acuan dalam pengelolaan

limbah. Akhir kata kepada semua pihak yang telah membantu, kami ucapkan terima kasih.

  Serpong, 30 Oktober 2014 Pusat Teknologi Limbah Radioaktif Kepala, Ir. Suryantoro MT.

SUSUNAN TIM EDITOR

  

Ketua : Dr. Budi Setiawan - BATAN

Anggota :

  1. Dr. Adiarso - BPPT

  2. Dr. Yus Rusdian Ahmad - BAPETEN

  3. Dr. Rahmat Salam, M.Si - BLHD

  4. Dr. Heny Suseno, S.Si., M.Si

• - BATAN

  5. Dr. Sigit Santoso - BATAN

  6. Dr. Sjafruddin, M.Eng - BATAN

  7. Dr. Sudaryanto, M.Eng - BATAN

  8. Drs. Gunandjar, SU - BATAN

  9. Ir. Aisyah, MT - BATAN

  

SUSUNAN PANITIA

Pengarah Pembina : Prof. Dr. Djarot Sulistio Wisnubroto - BATAN Penanggung Jawab : Ir. Suryantoro, M.T. - BATAN Penyelenggara Ketua : Bung Tomo, ST - BATAN Wakil Ketua : Hendra Adhi Pratama,S.Si, M.Si - BATAN Sekretaris : 1. Endang Nuraeni, ST - BATAN

  13. Imam Sasmito - BATAN

  5. Heru Sriwahyuni, S.ST - BATAN

  4. Eri Iswayanti, A.Md - BATAN

  3. Sariyadi - BATAN

  2. Ade Rustiadam, S.ST - BATAN

  2. Suhartono, A.Md - BATAN

  1. Moh. Cecep Cepi Hikmat, S.ST - BATAN

  16. Dadang - BATAN Staf Pendukung :

  15. Siti Silaturohmi - BATAN

  14. Ajrieh Setyawan, S.ST - BATAN

  12. Parjono, ST - BATAN

  2. Titik Sundari, A.Md - BATAN Anggota : 1. Ir. Eko Madi Parmanto - BATAN

  11. Budi Arisanto, A.Md - BATAN

  10. Sunardi, ST - BATAN

  9. Drs. Hendro - BATAN

  8. Adi Wijayanto, A. Md. - BATAN

  7. Yuli Purwanto, A. Md. - BATAN

  6. Sugianto, ST - BATAN

  5. Nurul Efri Ekaningrum, S.ST - BATAN

  4. Mas Udi, S.ST - BATAN

  3. Budiyono, ST - BATAN

  2. Anna Triyana, A.Md - BATAN

  6. Suparno, A.Md - BATAN

  

DAFTAR ISI

  Kata Pengantar ......................................................................................................................... i Susunan Tim Editor .................................................................................................................. ii Susunan Panitia ........................................................................................................................ iii Daftar Isi ................................................................................................................................... iv

  1. Devitrifikasi Gelas-Limbah Dari Abu Batubara Pada Berbagai Suhu Dan Waktu Pemanasan .........................................................................................................................

  1 Herlan Martono, Yuli Purwanto 2. Imobilisasi Limbah Cair Tingkat Tinggi Menggunakan Glass Frits Fly Ash...................

  8 Aisyah, Yuli Purwanto 3. Pengolahan Resin Penukar Ion Bekas Menggunakan Reagen Fenton .............................

  21 Mirawaty

  4. Pengembangan Teknologi Pengolahan Limbah Cair Dari Industri : Imobilisasi Limbah Radioaktif Cair Tingkat Tinggi Dengan Bahan Matriks Synroc Titanat ............

  26 Gunandjar, Titik Sundari, Yuli Purwanto, Sugeng Purnomo

  5. Komparasi Penggunaan Eps Terimobilisasi Dalam Matriks Ca-Alginat Dengan Eps Terdispersi Dan Kemampuannya Untuk Biosorpsi Cobalt, Cesium Dan Stronsium ........

  39 Endang Nuraeni

  6. Pengolahan Limbah Tri Butil Fosfat (Tbp) Dengan Oksidasi Ion Perak II Dalam Sel Elektrokimia ....................................................................................................

  45 Sutoto 7. Pengelolaan Limbah Metalografi Di Laboratorium IEBE ................................................

  52 Ngatijo, Lilis Windaryati, Pranjono, Banawa Sri Galuh

  8. Preparasi Dan Analisis Limbah Radioaktif Padat HEPA Filter Berasal Dari Pengoperasian Instalasi Nuklir Di Indonesia. .................................................................

  56 Bung Tomo, M. Nurhasyim, Miswanto, M. Ramdan

  9 Pengolahan Limbah Resin Bekas Dari Pemurnian Air Reaktor Dengan Cara Sementasi...........................................................................................................................

  64 Bambang Sugito

  10 Perancangan Dan Pembuatan Saluran Limbah Cair Dari Tangki Penampung KHIPSB3 ke Pusat Buangan Terpadu (PBT) PTLR.........................................................

  71 Dyah Sulistyani Rahayu, Marhaeni Joko Puspito

  11. Analisis Laju Korosi Material Almg Dan Ss304 Dalam Lingkungan Air Kolam

  2 Penyimpanan Bahan Bakar Bekas (ISSF).........................................................................

  78 Rahayu Kusumastuti, Geni Rina Sunaryo

  12. Studi Pengolahan Limbah Yang Ditimbulkan Dari Dekontaminasi Elektropolishing Stainless Steel 304 Secara Sinergi Elektro Filtrasi dan Pertukaran Ion Dalam Resin..............................................................................................

  86 Sutoto

  13 Penyimpanan Bahan Bakar Nuklir Bekas PLTN 1000 MWe Sistem Kering

Cask Storage......................................................................................................................

  92 Subiarto, Cahyo Hari Utomo, Dwi Luhur Ibnu Saputra

  14 Kajian Terhadap Persyaratan Surveilan Perawatan Sistem Pendingin dan Purifikasi Air Penyimpanan Bahan Bakar Nuklir Bekas............................................ 103

  Budiyono, Sugianto, Parjono

  15 Estimasi Pengolahan Limbah Radioaktif Paska Program Dekomisioning Reaktor Triga Mark II Bandung........................................................................................ 114

  Kuat Heriyanto, Nurokhim

  16 Penyerapan Ion Logam Cu(II) Pada Limbah Cair Menggunakan Adsorben Selulosa Dari Jerami Padi.................................................................................................. 121

  Meri Suhartini Dan Santoso Prayitno

  17 Pengolahan Limbah Perak Dari Proses Elektrolisis Dengan Metode Elektrodeposit Dan Pemurniannya Menjadi Logam Perak................................................ 126

  Dwi Luhur Ibnu Saputra, Sugeng Purnomo

  18 Pengaruh Sumber Karbon Dan pH Pada Kinerja Mikroba Dalam Penanggulangan Pencemaran Limbah Ammonia Di Lingkungan Perairan.................................................. 131

  Hanies Ambarsari, Adityo Hertomo

  19 Pengaruh Penambahan Nitrogen Terhadap Aktivitas Fotokatalis TiO

  2 Dalam Pengolahan Limbah Methylen Blue........................................................................ 140 Agus Salim A, Auring R, Yustinus P, Asep Nana

  20 Pengolahan Limbah Cair Model Industri Pulp Dan Kertas Menggunakan Kombinasi Metode Koagulasi-Flokulasi-Irradiasi UV/H O Dan Elektrokoagulasi........................... 148

  2

  2 Galuh Yuliani, Ratna Agustiningsih, Nur Fitriah Rachmi, Budiman Anwar

  21 Studi Calon Tapak Disposal Limbah Radioaktif Operasi PLTN Di Bangka Belitung : Pemilihan Tapak Potensial Di Bangka Barat.................................................................... 158

  Sucipta Dan Hendra Adhi Pratama

  22 Penyiapan Komponen Desain Tata Letak Fasilitas Demonstration-Plant

  of Disposal Di Kawasan Nuklir Serpong.......................................................................... 172 Dewi Susilowati

  23 Penyiapan Konsep Desain Fasilitas Disposal Demo Limbah Radioaktif di Kawasan Nuklir Serpong : Tata Letak, Drainase, Bahan Pengisi Dan Penutupan ........................... 178

  Heru Sriwahyuni, Dewi Susilowati, Budi Setiawan, Hendra Adhi Pratama

  24 Karakterisasi Geofisika Tapak Terpilih Untuk Disposal Limbah Radioaktif: Penggunaan Metode Geolistrik.......................................................................................... 188

  Dadang Suganda, Sucipta, Sugeng Waluyo

  25 Pengkajian Komponen Desain Penutupan Fasilitas Demonstration Plant

  of Disposal Di Kawasan Nuklir Serpong........................................................................... 197 Hendra Adhi Pratama

  26 Penyiapan Disain Konsep Fasilitas Demo Disposal Limbah Radioaktif di Kawasan Nuklir Serpong :Vault, Pemilihan Bahan Pengisi, Operasi dan Cover.............................. 202

  Heru Sriwahyuni, Budi Setiawan, Dewi Susilowati, Hendra Adhi Pratama

  27 Pengkajian Keselamatan Fasilitas Disposal Limbah Radioaktif Di Kawasan Nuklir Serpong (Skenario)............................................................................................................. 208

  Arimuladi S Purnomo

  28 Pengkajian Unjuk Kerja Wadah Limbah Radioaktif Dalam Fasilitas Disposal Saat Terkena Dampak Kecelakaan Dan Kebakaran........................................................... 216

  Nurul Efri Ekaningrum

  29 Manajemen Teknologi Pendukung Keselamatan Fasilitas Disposal Limbah Radioaktif PLTN dan TENORM.......................................................................... 225

  Arimuladi S Purnomo, Sucipta

  30 Mekanisme Penjerapan Plutonium Pada Sedimen di Perairan Laut Semenanjung Muria Jepara................................................................................................ 236

  Murdahayu Makmur

  31 Analisis Tritium Dalam Air Laut Menggunakan LSC Tricarb 2910TR Melalui Proses Elektrolisis................................................................................................. 243

  Nurokhim

  32 Evaluasi Penerimaan Dosis Personil Untuk Menentukan Pembatas Dosis di Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif Tahun 2014................................................... 251

  L,Kwin Pudjiastuti, Untara, M. Cecep CH.

  33 Perancangan Kartu Akses Kontrol Sebagai Pemantau Tingkat Kontaminasi Personil di Instalasi Pengolahan Limbah Radioaktif (IPLR)............................................. 258

  Adi Wijayanto, Suhartono

  34 Evaluasi Dosis Eksterna Personil Yang Diterima Pekerja Radiasi di PTBIN-BATAN Periode Tahun 2007-2012..................................................................... 263

  Auring Rachminisari , W. Prasuad

  35 Peran Safety Climate Dalam Fostering Budaya Keselamatan........................................ 271

  W. Prasuad

  36 Deteksi Dan Kuantifikasi Kerusakan Asam Deoksiribonukleat (DNA) Akibat Paparan Radiasi Pengion Dengan Teknik Comet Assay........................................ 284

  Mukh Syaifudin, Yanti Lusiyanti Dan Wiwin Mailana

  37 Hubungan Respon Dosis Aberasi Kromosom Stabil Dan Tak Stabil Dengan Paparan Radiasi Gamma..................................................................................... 292

  Yanti Lusiyanti Dan Sofiati Purnami

  38 Pengembangan Prototip Perangkat Pemantau Radiasi Gamma, Suhu Dan Kelembaban Secara Kontinyu Pada Fasilitas Penyimpanan Limbah Radioaktif.................................... 298

  I Putu Susila, Istofa, Sukandar

  39 Pembuatan Pot Ramah Lingkungan Dari Komposit Limbah Tapioka Menggunakan Teknologi Radiasi....................................................................................... 305

  Sudradjat Iskandar

  40 Sensor Kimia Bentuk Stik N,N-Diethyl-P-Phenylenediamine (DPD) Untuk Deteksi Kadar Klorin Dalam Air Minum ............................................................... 311

  Teguh Hari Sucipto, Indra Sudrajat, Ganden Supriyanto, Ainur Roziqin, Siti Maryam, Alfinda Novi Kristanti

  41 Tinjauan Sk Kepala Bapeten No. 572/K/X/2013 Tentang Penetapan Tingkat Layanan Persetujuan Pengangkutan Zat Radioaktif Di Lingkungan BAPETEN............................ 317

  Togap Marpaung

  42 Pengaturan Lintas Batas Pengangkutan Limbah Radioaktif di Wilayah Hukum Republik Indonesia ............................................................................................................ 327

  Nanang Triagung Edi Hermawan

  43 Tinjauan Kendali Pengawasan Pengangkutan Zat Radioaktif Berdasarkan PP No.26 Tahun 2002 dan Amandemennya....................................................................................... 332

  Togap Marpaung

  44 Pengelolaan Zat Radioaktif Terbungkus Yang Tidak Digunakan Berdasarkan Peraturan Pemerintah Nomor 61 Tahun 2013.................................................................... 341

  Suhaedi Muhammad, Nazaroh

  45 Penentuan Ketebalan Dead Layer Detektor Hpge Melalui Simulasi Dan Pengukuran Kurva Kalibrasi Efisiensi Untuk Analisis Limbah Radioaktif Pemancar Gamma............ 348

  Nurokhim

  46 Penerapan Tingkat Klierens Untuk Limbah Radioaktif dari Produk Generator Tc-99m Berdasarkan Perka Bapeten Nomor 16 Tahun 2012........................... 358

  Suhaedi Muhammad, Rr.Djarwanti, Rps, Farida Tusafariah

  47 Kajian Kualitas Listrik Transformator BHT03 Pada Operasi Teras Ke-85 Menggunakan Power Quality Analyzer............................................................................. 364

  Teguh Sulistyo

  Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN

STUDI PENGOLAHAN LIMBAH YANG DITIMBULKAN DARI DEKONTAMINASI ELEKTROPOLISHING STAINLESS STEEL 304 SECARA

  Sutoto

  Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN Kawasan PUSPIPTEK, Serpong 15310

  ABSTRAK

  STUDI PENGOLAHAN LIMBAH YANG DITIMBULKAN DARI DEKONTAMINASI ELEKTROPOLISHING STAINLESS STEEL 304 SECARA SINERGI ELEKTRO FILTRASI DAN PERTUKARAN

  ION DALAM RESIN. Telah dilakukan rancangan metode pengolahan limbah dekontaminasi elektropolising logam

  stainless steel 304 dengan metode filtrasi dan pertukaran ion dengan resin kation. Tujuannya adalah untuk mendapatkan alternatif sistem pengolahan limbah dengan kandungan kation tinggi dan memudahkan pengelolaan selanjutnya.

  Sistematika sinergi proses terjadi di kolom membran elektrolit nafion yang diisi serbuk penukar ion dan dibagian luarnya disekat menjadi 2 bagian yang tidak saling berhubungan secara elektrolit terkecuali melalui kolom membran terpasang. Pengikatan kation limbah yang dilewatkan kolom resin terjadi dan dipercepat pelepasannya oleh pengaruh elektroda yang bermuatan. Hasil yang didapatkan adalah sebuah sistem pengolahan limbah elektrolit yang teraplikasi dari metode pertukaran ion dan filtrasi elekrolit. Kata kunci : Limbah cair, dekontaminasi elektropolishing, penukar ion dan elektro membran filtrasi

  ABSTRACT STUDY OF TREATMENT ELECTROLYT WASTE GENERATED FROM ELECTROPOLISHING DECONTAMINATION OF 304 STAINLESS STEEL BY THE SINERGY OF ELECTRO FILTRATION AND ION EXCHANGE METHODS. The prelimanary design of treatment method of stainless steel 304 electropolishing decontamination waste was done by sinergy of electrofiltration and ion exchange methods. The obyective of study to reducing of cation soluted to minimazing concentrate and make simple in treatment conditioning. Sinergy process mechanism occur in the electro membrane column filled of cation resin and it is placed in the PVC tube. The volume space between part of column resin and part of pvc tube was divided and separated to become in 2 compartements as electrode adjusted and possible only for an passing of ionic. The cation contaminants was captured by the resin and will be realeased by leaching mechanism and it was high more impact of the electro diffusion. The result study is a unit protipe of electrolyt waste treatment with mechanism sinergy of ion exchange and electro filtration. Key words : Liquid wastes, electropolishing decontamination, ion exchange and electro membrane filtration PENDAHULUAN ( perawatan-perbaikan) selalu dilakukan secara rutin sesuai penjadwalannya.

  Peralatan proses industri nuklir dirancang berkeselamatan tinggi. Bahan bahan Peralatan yang telah dipakai dan konstruksinya dipilih yang berkualitas dengan bersinggungan langsung dengan zat radioaktif spesifikasi tertentu, sehingga menghasilkan menjadi bersifat aktif karena permukaannya sistem/peralatan seperti yang ditentukan. Metal mengalami proses terkontaminasi oleh zat stainless steel adalah salah satu bahan yang radioaktif. Peralatan tersebut pengelolaannya banyak dipakai sebagai bahan konstruksi harus mengikuti peraturan keselamatan radiasi, peralatan karena nilai ketahanan korosivitas karena berpotensi menyebarkan kontaminan dan terhadap bahan kimia dan kekuatan mekaniknya berbahaya bagi pekerja dan lingkungan relatif tinggi. Pada pemakaiannya setelah diuji sekitarnya[1]. Untuk menanganinya, maka fungsi dan mendapatkan ijin beroperasi dari terlebih dahulu harus dilakukan proses BAPETEN, peralatan/sistem tersebut dapat dekontaminasi, yaitu dengan mengambil dioperasikan kinerjanya sesuai PROTAP kontaminan-kontaminan yang menempel (prosedur tetap) dan JUKLAK (petunjuk dipermukaan bahan tersebut sehingga tingkat pelaksanaan) yang berlaku. Pengawasan internal radioaktivitasnya rendah dan tidak dan inspeksi keselamatan dari instansi pemberi membahayakan. Metode dekontaminasi yang ijin operasi dilakukan secara rutin berkala cepat dengan tidak merusak permukaan bahan waktunya. Untuk mengoptimalkan kinerja dan peralatan dan tidak menimbulkan limbah keselamatan prosesnya, kegiatan maintenance sekunder banyak dicari dan dikembangkan untuk

  maintenance nya. Oleh karena berbagai hal yang

  Fe

  2 HNO

  3 ↔ 2 H

  3

  Ce

  (3) Fe

  ↔ Fe

  (5) Cr

  3 ) 4 ↔ Ce

  ↔Cr

  Dari kegiatan dekontaminasi tersebut dihasilkan limbah sekunder yang mengandung kation penyusun logam SS 304 dan oksidatornya. Limbah tersebut bersifat radioaktif dan harus dikelola secara baik sehingga tidak membayakan lingkungan. Perlakuan reduksi volume perlu dilakukan untuk meminimalisasi hasil akhir pengolahan, diantaranya dengan cara pengendapan, pemisahan dan pemekatan kontaminan dari solvennya menggunakan metode

  ion exchange dengan resin penukar ion. Pada

  pengolahan reduksi volume limbah dengan metode penukar ion, dibutuhkan jumlah resin yang relatif besar dan prosesnya membutuhkan waktu panjang. Sehubungan dengan kendala tersebut maka perlu dilakukan penelitian peningkatan metode yang diharapkan dapat menghilangkan kendala-kendala diatas.

  Perpaduan metode elektrofiltrasi dengan penukar ion dikembangkan untuk dapat dipakai sebagai alternatif metode pengolahan limbah sekunder proses dekontaminasi logam secara elektrokimia.

  TEORI Stainless steel 304 adalah salah satu

  produk engineering materials besi yang banyak dipakai di proses industri. Tujuan utama pemakaiannya adalah untuk menanggulangi laju korosifitas permukaan bahan dari berbagai jenis bahan kimia tertentu, pengaruh lingkungan(environment) dan produk prosesnya, Karakteristik Stainless steel 304 terlihat pada Tabel 1. Dengan menggunakan jenis metal alloy tersebut, maka diharapkan waktu pemakaianya panjang dan menurunkan periodik

  3

  : Ce(NO

  Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN

  Laju oksidasi permukaan logam dapat dipercepat dengan memakai senyawa pengoksidasi Ce(NO

  mengoptimalkan program keselamatan radiasi dalam melakukan kegiatan maintenance peralatan.Lokasi keberadaan kontaminan dalam sistem peralatan yang tidak terjangkau oleh peralatan pendekontaminasi dan berada didalam lobang/pori-pori bahan merupakan kendala yang timbul dan akan dihadapi. Geometri ukuran peralatan yang besar juga merupakan hambatan di pelaksanaan dekontaminasi, sehingga perlu terlebih dahulu dilakukan tindakan disassembling terhadap peralatannya. Kemungkinan dampak yang ditimbulkan adalah terjadinya perubahan tingkat presisi peralatan sehingga harus disetting dan kalibrasi ulang.Untuk menanggulangi keadaan tersebut, maka diperlukan metode dekontaminasi setempat (in situ)dengan efiesiensi pengambilan kontaminannya besar.

  Dekontaminasi permukaan terjadi karena adanya proses pengikikisan atau pelarutan bahan yang berakibat terlepasnya radio kontaminan yang terkandung didalam bahan. Proses secara basah dengan larutan kimia mempunyai kelebihan dibandingkan secara mekanik, karena dapat diarahkan sebagai fluida sehingga menjangkau tempat/lokasi kontaminan berada. Nilai faktor dekontaminasinya relatif lebih rendah dan membutuhkan waktu lama tetapi tidak merusak permukaan bahan peralatan yang akan dipakai ulang. Berbagai jenis bahan kimia; asam sitrat dan asam oksalat dengan bahan penopang gel dapat dipakai untuk mendekontaminasi bahan stainless steel dengan hasil baik [2,3]. Dekontaminasi peralatan proses pemurnian uranium dan TRU (trans uranium) dengan solven asam kuat HNO

  3

  memerlukan zat pendekontaminasi yang sejenis, yaitu asam kuat. Penggunaan asam sejenis tersebut untuk mengadaptasi tingkat keasaman yang ada sehingga tidak memerlukan tindakan pencucian

  (flushing)

  terlebih dahulu[4]. Pengembangan metode oksidasi untuk mendekontaminasi peralatan proses pemurnian bahan nuklir terus dilakukan untuk mengoptimalkan program keselamatan pekerja radiasi dan lingkungan.

  3

  3

  )

  4

  dilakukan [4-6]. Berikut adalah reaksi oksidasi stainless steel dengan bahan pendekontaminasi Ce(NO

  3

  )

  4

  dalam larutan HNO

<
• (1)
• 4 NO
• NO
• (2)
>43
• e
• ↔ Ce
>
• (4)
• e
>32
• e
• ↔ Fe
>33 e (6) Ni ↔>
• (7)
• 2 e

  Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN

  terjadi dalam fabrikasi peralatan, seperti crevice corrosion, intergranular corrosion dan pengelasan dan mechanical attack yang stress corrosion. Proses terkontaminasinya berlebihan, maka akan didapatkan cacat struktur peralatan terjadi karena celah atau pori-pori metalurginya sehingga mengakibatkan sifat permukaan yang ditimbulkan dari proses korosi ketahanan korosifnya menurun. Berbagai jenis tersebut termasuki zat radioaktif yang mekanisme korosi yang dapat terjadi pada mengakibatkan bersifat radioaktif. peralatan proses adalah ; pitting corrosion,

  Tabel 1. Karakteristik stainless steel jenis 304 [6]

  Jenis alloy Komposisi Tensile Strength

  % berat ksi MPa 304

  19Cr, 10 Ni 84 580 304L

  19Cr,10 Ni, 0,003C 81 559 Oleh karena keberadaan zat radioaktif Ce(NO ) dimungkinkan dapat memperlebar

  3

  4

  (kontaminan) ada didalam lobang atau pori-pori diameter lobang sehingga zat radioaktif dapat peralatan, maka cara pengambilannya relatif sulit terlepas bersama hasil oksidasi pengikisan bahan jika tanpa merusak permukaan bahannya. Karena peralatannya. Sebagai pertimbangan nilai

• 4 +3 +3

  tinjauan nilai ekonomis peralatan mahal dan besarnya potensial standart Ce &gt; Fe &gt; Cr &gt;

• 2

  spesifik, maka cara dekontaminasinya harus Ni , sehingga Ce berperan sebagai katoda yang mempertimbangkan tingkat kerusakan yang akan dapat mengoksidasi kogam-logam penyusun ditimbulkan. Salah satu cara adalah dengan metal alloy stainless steel 304. Berbagai nilai memperbesar diameter lobang/pori-pori hasil potensial elektroda standar terlihat pada Tabel 2. korosi. Metode elektrokimia dengan oksidator

  Tabel 2. Nilai potensial standar penyusun alloy stainless steel 304[6,7]

  

Transformasi Potensial (volt)

• 4 +3

  Ce + e +1,61 ↔ Ce

• 3 +2

  Fe + e +0,771 ↔ Fe

• 2

  Fe + e -0,440 ↔ Fe

• 2

  Ni + 2 e -0,24 ↔ Ni

• 3 -

  Cr +3 e -0,74 ↔ Cr

TATA KERJA

• Pipa PVC berdiameter ¾ inch dan 4 inch

  Bahan yang dipakai

• Lem PVC
• Resin penukar
• Elektroda plat stainless steel berukuran panjang x lebar x tebal : 12x1x0,4 cm

  Peralatan

• Larutan Fe(NO ) , Ni(NO ) dan

  3

  3

  3

2 Cr(NO ) masing-masing

  3

  3

• Peralatan gelas laboratorium berkonsentrasi 0,1 M • Timbangan analitik berkonsentrasi 0,001 M • Larutan HNO

  3

• Peralatan bengkel mekanik
• Glass wool >Shaking machine
• Membran elektrolit na
• Pengaduk magnet

  Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN Metode

  Penelitian pengembangan metode pengolahan limbah sekunder dekontaminasi peralatan terbuat dari alloy stainless steel 304 dilakukan dengan menggabungkan proses elektrofiltrasi dengan proses penukar ion. Sistematika prosesnya seperti terlihat pada Gambar 1.

  Gambar 1. Sistimatika pengolahan limbah sekunder proses dekontaminasi elektrokimia Sistemnya dirancang dengan memperhatikan tingkat keasamam limbah dan bahan elektrodanya dipilih berdasarkan kemudahan didapatkan dipasaran lokal dan juga tahan terhadap tingkat keasaman limbahnya. Sebagai bahan pengujian sistem, nantinya dilakukan dengan mengumpankan limbah simulasi dari komponen logam penyusun alloy stainless steel 304. Tahapan awal dilakukan dengan menyusun peralatan dari bahan terkualifikasi tahan asam dan mudah pengerjaannya dengan peralatan bengkel sederhana.

  Gambar 2. Rangkaian sistem pengolahan limbah sekunder dekontaminasi logam

  Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN

HASIL DAN PEMBAHASAN

  Bahan kolom dan sel elektrokimia yang dipilih adalah PVC (poly vinyl chroride), bahan tersebut mempunyai ketahanan korosif terhadap asam yang tinggi dan mudah dibentuk dengan peralatan bengkel sederhana. Bahan tersebut relatif tahan terhadap panas sampai temperatur

  80 C, sehingga diperkirakan mampu menanggulangi panas yang timbul dari pengaliran arus listrik di kedua elektrodanya. Disamping juga bukan merupakan bahan bersifat konduktor listrik yang dapat mengganggu terjadinya proses polarisasi muatan listrik. Hasil rangkaian sistem pengolahan limbah sekunder proses dekontaminasi logam terlihat pada Gambar 2.

  Konfigurasi sistem terdiri dari kolom terbuat dari membran elektrolit nafion yang terstruktur penguat dalam pipa PVC dan berisi resin penukar ion. Dari bagian atas pipa tersebut limbah diumpankan, sehingga akan kontak dan berinteraksi dengan resin. Proses pertukaran kation limbah dengan kation resin akan berjalan dan mengakibatkan terjadinya peningkatan kandungan kation limbah dalam resin. Transfer dan mobilisasi kation limbah ke resin berjalan. Oleh pengaruh polarisasi yang dibangkitkan dari elektroda, maka kation-kation limbah akan bergerak menuju katoda untuk melakukan reaksi reduksi. Pergerakan katio-kation menuju permukaan katode dibatasi oleh pori-pori membran elektrolit nafion, sehingga mengakibatkan hanya kation-kation yang berukuran lebih kecil dari ukuran pori-pori membran yang dapat melakukan reaksi reduksi di permukaan katoda. Proses tersebutlah yang mengakibatkan terjadinya selektifitas dan fraksinasi kandungan limbah. Berbagai ukuran kation logam terlihat pada tabel 3.

  Tabel 3. Berbagai ukuran kation limbah[5] Kation Jari-jari (nm) Kation

  Jari-jari (nm)

  Fe

  O

  0,064 Zn 0,125 Fe

  2+

  0,074 Zn

  2+

  0,074 Fe

  3+

  0,064 Au 0,134 Ni 0,115 Au

• 0,137
• 0,126
• 0,096
• e
• 1,70 Au
• → Au (padat)
• 3 e
• 1,50 Perak Ag
• → Au (padat)

• +

  +1,98
• e
• →Ag
• e
• 0,80 Tembaga Cu
• → Ag (padat)
• 2e
• 0,34 Cu
• → Cu (padat)

• +

  +0,15
• e
• → Cu
• 2 e
• → Ni (padat)
• 0,25 Cobalt Co
• 2 e
• →Co (padat)
• 0,28

  2+

  Kemudian intensitas fraksinasi kation limbah dapat juga dilakukan dengan pengaturan potensial tegangan kedua elektroda. Beberapa besaran potensial tegangan E dari logam terlihat pada tabel 4.

  2+

  2+

  Nikel Ni

  2+

  2+

  Ag

  2+

  3+

  Emas Au

  Logam Reaksi Reduksi Potensial arus E (volts)

  Tabel 4. Nilai potensial elektroda berbagai logam[5-7]

  0,072 Zn 0,125

  0,069 Au

  2+

  0,046 Cu

  7+

  Mn

  0,052 Cu 0,117 Mn 0,117 Cu

  6+

  Cr

  0,063 Ag

  Ni

  Cr

  0,090 Cr 0,118 Ag 0,134

  3+

  3+

  Pusat Teknologi Limbah Radioaktif-BATAN KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA Didapatkan rangkaian sistem [1].

  BAPETEN “ Ketentuan Keselamatan pengolahan limbah sekunder dekontaminasi

  Untuk Pengelolaan Limbah Radioaktif”

  peralatan berbahan stainless steel yang Perka No. 03/Ka. Bapeten/ V-1999 merupakan penggabungan metode elektro filtrasi [2]. dengan metode penukar ion. Pengujian awal MULYONO DARYOKO " Dekontaminasi

  Permukaan Baja Tahan Karat Dengan

  terhadap kebocoran dan pengaliran limbah

  Metoda Kimia Berbasis Asam Sitrat"

  simulasinya berjalan baik dan perlu Proseding Seminar Nasional Pengelolaan dioptimalisasi dengan sampel limbah simulasi. Limbah VIII , PTLR-BATAN, 2010 [3].

  SALIMIN ZAINUS " Dekontaminasi

  Glove Box Dengan Asam Oksalat dan Bahan Penopang Gel " Pertemuan dan

  Presentasi Ilmiah Pengolahan Limbah I, Serpong 10-11 Desember 1977 [4].

  IICHI INADA “ Development of

  Electropolishing Decontamination Techniques for Surface Contamination TRU Waste ” Annual Meeting of The

  Energy Society of Japan 1986 [5]. KHOPKAR S. M. ”Konsep Dasar Kimia

  Analitik” Penerbit Universitas Indonesia,

  Jakarta, 1990 [6]. WILLIAM F. SMITH “Principles of

  Matterials Science And Engineering”

  McGraw- Hill, Inc, International Edition, USA,1996 [7].

  TONY BIRD " Physical Chemistry For University" Gramedia Pustaka Utama, 1993