Aplikasi Teknologi Membran untuk Pengola

Aplikasi Teknologi
Membran untuk
Pengolahan Limbah
Radioaktif
Oleh : Rilya Ananda Adril

Pendahuluan
Teknologi membran berkembang cepat dan digunakan

pada banyak aspek industri, termasuk yang
berhubungan dengan pengelolaan limbah radioaktif
Industri yang berhubungan dengan limbah radioaktif,
diantaranya, penambangan dan pengolahan bijih
uranium, ekstraksi thorium, fabrikasi bahan bakar nuklir,
operasi reaktor nuklir, dan produksi isotop untuk industri
medik dan lainnya.
Yang menjadikan limbah radioaktif perlu perhatian
khusus : paparan radioaktif dan sifat toksik radiasi yang
dapat membahayakan manusia dan makhluk hidup
lainnya.

Sumber & Karakteristik Limbah
Radioaktif
Sumber utama : operasi reaktor nuklir dan

fasilitas re-processing bahan bakar nuklir
Kandungan : produk fisi (beta-gamma aktif)
dan aktinida (alpha) dalam bentuk kation
radioaktif dan anion kompleks.
Limbah cair  volume besar, radioaktivitas
rendah
Fasilitas re-processing  volume kecil,
radioaktivitas tinggi
Yang perlu menjadi perhatian : Cs-137 dan Sr90 (t1/2 30 dan 28 tahun), aktinida (t1/2 10 4 –
106 tahun)

Klasifikasi Limbah Radioaktif

Proses-proses Pengolahan Limbah
Radioaktif
HLW (High Level Waste) biasanya

mengandung radioaktivitas antara 3,7 x 10 9 –
3,7 x 1014 Bq/m3
Kandungan HLW : produk korosi, produk fisi,
alloy, aktinida dan zat kimia lainnya, ditambah
dengan energi panas yang berasal dari
peluruhan.
Pengolahan HLW jenis ini membutuhkan
proses pengubahan limbah menjadi matriks
lembam, seperti gelas atau keramik. Pada
vitrifikasi, selain immobilisasi, pengurangan
volume juga dapat tercapai.

Pada pengolahan ILW (Intermediate Level

Waste) dan LLW (Low Level Waste) ada 3
metode yang digunakan, yaitu presipitasi
kimia, pertukaran ion dan evaporasi.
Efisiensi ketiga metode ini ditentukan oleh
Decontamination Factor (DF) dan Volume

Reduction Factor (VRF)

Evaporasi
Dibandingkan dengan metode lain, evaporasi

lebih efisien dengan DF tinggi
Konsentrat dalam bentuk liquid kental
Proses ini non-selektif, mengkonsentrasikan
semua konstituen di dalam larutan.

Pengolahan secara kimia
Lebih murah
Prinsip umum : limbah dipresipitasi pada

tangki besar untuk memisahkan limbah
radioaktif dengan yang non radioaktif. NRA
akan keluar sebagai efluen, sedangkan RA
akan terpresipitasi, atau co-precipitated, atau
carrier precipitated, atau diadsorb oleh
senyawa insoluble.

Nilai DF rendah dibandingkan evaporasi

Proses Membran
Keuntungan : beroperasi pada temperatur

ambien dan mampu memisahkan semua
konstituen yang terlarut pada level molekular
dan ionik tanpa penambahan zat kimia
Kelemahan : sering adanya ouling dan
degradasi pada permukaan membran sebagai
akibat terpapar bahan kimia dan kondisi
termal  dapat diatasi dengan pre-treatment
effluen, optimasi variabel proses, dan
pemilihan material membran yang tepat.

Tujuan utama : nilai VRF yang tinggi,

mengurangi volume dengan meredistribusi
aktivitasnya menjadi 2 fase.
Proses membran diklasifikasikan berdasarkan

sifat membran dan driving force yang
diberikan.

Reverse Osmosis
Tekanan tinggi (2-4 Mpa)
Hal-hal yang harus diperhatikan : kontrol

aktivitas, pre-treatment
VRF tergantung pada beban garam inactive,
tekanan operasi, dan selektivitas membran
yang digunakan.

Diagram Alir RO

Nanofiltration
Besar pori rata-rata 10-30 Å
Keuntungan : very low solute rejection untuk

spesies monovalen
Study membuktikan bahwa nanofiltrasi lebih

cocok digunakan untuk dekontaminasi efffluen
filtrat ammonium diuranate karena flux
konstan, DF tinggi, dan rejeksi solute
ammonium nitrate yang rendah.

Ultrafiltration
Pada dasarnya adalah proses filtrasi fisik pada

skala yang sangat baik
Biasa digunakan di industri untuk pengolahan
limbah dan recovery produk yang bermanfaat.
Berguna untuk mengkonsentrasikan
radioaktivitas

Precipitation Ultrafiltration
Pemisahan Cs-137 menggunakan presipitasi

tembaga ferrosianida yang diikuti dengan
ultrafiltrasi dapat menaikkan nilai DF.
Lebih sedikit menggunakan bahan kimia,

sehingga biaya semakin kecil.

Microfiltration
Digunakan untuk memisahkan cruds (produk

korosi yang timbul di air pendingin primer
LWR)
Dapat dikombinasikan dengan metode
presipitasi kimia. Dengan kondisi optimum,
kombinasi ini akan menghasilkan
dekontaminasi yang lebih besar dan volume
sludge yang lebih sedikit.

Osmotic Concentrator

Electrodialysis

Electrodeionization
2 stage electrodialysis
Lebih murah dibandingkan final ion-exchange

cleanup

Efek Radiasi Pada Membran
Polimer
Efek radiasi gamma pada membran RO

cellulosa asetat  degradasi pada dosis 500
krad dan lebih
Pada dosis dia atas 7Mrad, membran menjadi
getas.
Degradasi ditandai oleh peningkatan laju
permeasi air dan menurunnya pemisahan
solute
Viskositas larutan, solubilitas polimer
membran, dan kekuatan tensil membran akan
menurun.