PEMBUATAN FILTER KERAMIK BERBAHAN DASAR ... - Batan
PEMBUATAN FILTER KERAMIK BERBAHAN DASAR ... - Batan
PEMBUATAN FILTER KERAMIK BERBAHAN DASAR ... - Batan
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Prosiding Seminar Nasional ke-17 Teknologi dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas Nuklir<br />
Yogyakarta, 01 Oktober 2011<br />
ISSN: 0854 - 2910<br />
<strong>PEMBUATAN</strong> <strong>FILTER</strong> <strong>KERAMIK</strong> <strong>BERBAHAN</strong> <strong>DASAR</strong> TANAH<br />
LIAT SEBAGAI KANDIDAT PENGOLAHAN LIMBAH<br />
RADIOAKTIF CAIR<br />
Tri Joko Prihatin<br />
Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada,<br />
Jalan Grafika No.2 Yogyakarta<br />
ABSTRAK<br />
<strong>PEMBUATAN</strong> <strong>FILTER</strong> <strong>KERAMIK</strong> <strong>BERBAHAN</strong> <strong>DASAR</strong> TANAH LIAT SEBAGAI<br />
KANDIDAT PENGOLAHAN LIMBAH RADIOAKTIF CAIR. Proses pembuatan filter keramik<br />
diawali dengan preparasi bahan selanjutnya homogenisasi tanah liat (85%wt) dan jenis arang. Arang<br />
yang digunakan adalah arang sekam padi, arang tempurung kelapa dan arang kayu kesambi masingmasing<br />
15%wt. Dibuat adonan hidroplastis dengan menambahkan 25 ml lalu dicetak dengan variasi<br />
tekanan 5,73 MPa, 7,01 MPa, 8,28 MPa dan 9,55 MPa. Proses pengeringan dilakukan bertahap<br />
untuk menghindari keretakan. Selanjutnya pembakaran dalam furnace. Suhu ditahan selama 4 jam<br />
pada 1000 o C dengan kenaikan suhu 5 o C/menit. Kemudian penghalusan dan perendaman<br />
menggunakan aquades selama 24 jam untuk menghilangkan pengotornya. Pengujian filtrasi<br />
dilakukan dengan mengalirkan limbah radioaktif simulasi 90 Sr. Setelah itu dilakukan filtrasi dengan<br />
air sampel untuk memperoleh filter keramik optimum. Hasil percobaan menunjukkan adanya<br />
pengaruh tekanan pencetakan dan jenis arang yang digunakan. Filter optimum yang digunakan untuk<br />
pengolahan limbah radioaktif cair dipilih filter keramik dengan bahan tambahan arang tempurung<br />
kelapa dengan tekanan pencetakan 9,55 MPa. Filter tersebut memiliki unjuk kerja dengan kuat tekan<br />
sebesar 19,64 MPa, fluks 3,21 l/m 2 .jam, penurunan TDS 19,68%. Filter optimum memiliki faktor<br />
dekontaminasi 3,22 dan faktor rejeksi terhadap Sr sebesar 0,69.<br />
Kata kunci: pengolahan limbah radioaktif cair, filter keramik, tanah liat, arang.<br />
ABSTRACT<br />
MAKING OF CLAY-BASED CERAMIC <strong>FILTER</strong> AS THE CANDIDATE OF LIQUID<br />
RADIOACTIVE WASTE PROCESSING. The manufacturing process begins with the preparation<br />
of ceramic material. The type of charcoal that used are charcoal husk, coconut shell charcoal and<br />
wood of kesambi charcoal with 15%wt for each and 85%wt of clay. Hydroplastic dough is made by<br />
adding 25 ml and then casted with variations in pressure 5.73 MPa, 7.01 MPa, 8.28 MPa and 9.55<br />
MPa. The drying process is done gradually to avoid cracking. Furthermore, the temperature was<br />
held for 4 hours at 1000 o C and the temperature rise of 5 o C/minute. Tests carried out by the filtration<br />
of 90 Sr radioactive simulation waste. Once that was done with the filtration of water samples to<br />
obtain the optimum filter. The results showed the influence of the casting pressure and the type of<br />
charcoal used to produce filter. Optimal filter used for processing liquid radioactive waste with<br />
ceramic filters selected additional ingredients from coconut shell charcoal with a pressure of 9.55<br />
MPa molding. Filter has the performance of 19.64 MPa for compressive strength, 3.21 l/m 2 .hour for<br />
flux, TDS decreased to 19.68%. Optimal ceramics filters has decontamination factor of 3.22 and has<br />
rejection factor of 0.69.<br />
Keywords: liquid radioactive waste processing, ceramic filter, clay, charcoal.<br />
1. PENDAHULUAN<br />
Limbah radioaktif memiliki potensi bagi manusia. Dalam limbah ini terdapat kandungan<br />
logam berat yang bersifat radioaktif. Salah satunya adalah radionuklida 90 Sr yang memancarkan<br />
radiasi beta murni dan mempunyai waktu paro 28,1 tahun. Radionuklida ini juga memiliki sifat<br />
kimia yang sama dengan unsur kalsium, sehingga kemungkinan dapat terserap ke dalam tubuh<br />
makhluk hidup baik melalui saluran pencernaan maupun saluran pernafasan. Setelah memasuki<br />
593
Pembuatan Filter Keramik Berbahan Dasar Tanah Liat Sebagai Kandidat ...<br />
Tri Joko Prihatin<br />
594<br />
ISSN: 0854 - 2910<br />
organ tubuh makhluk hidup sebagian besar 90 Sr akan terdeposit di dalam tulang dan sumsum tulang.<br />
90<br />
Sr di dalam organ tubuh dapat menimbulkan efek yang sangat berbahaya diantaranya<br />
menyebabkan terjadinya kanker tulang dan leukemia. Untuk itu perlu dilakukan penanganan yang<br />
baik [1] .<br />
Teknologi ultrafiltrasi telah banyak di bidang indutri pengolahan air dan pengolahan limbah<br />
cair. Pada pengolahan limbah bidang kenukliran, teknologi ultrafiltrasi digunakan untuk pengolahan<br />
limbah laundri dari instalasi PLTN dan laboratorium [2] . Pada penelitian ini penggunaan ultrafiltrasi<br />
ditingkatkan pada level pengolahan limbah radioaktif tingkat menengah dengan simulasi<br />
menggunakan isotop radionuklida 90 Sr yaitu stronsium stabil.<br />
2. <strong>DASAR</strong> TEORI<br />
2.1. Pengolahan Limbah Radioaktif Cair<br />
Pengolahan limbah radioaktif pada dasarnya adalah usaha untuk memungut kembali zat<br />
radioaktif dari limbah dan mengungkungnya agar tidak tersebar dan membahayakan manusia dan<br />
lingkungan [3] .<br />
Pada pengolahan limbah radioaktif cair, fraksi radioaktif dikonsentrasikan menjadi sejumlah<br />
residu dalam volume kecil yang kemudian dipisahkan dari cairan limbah mula-mula. Konsentrat<br />
aktif tersebut diperlakukan lebih lanjut dalam proses pemadatan, sedang beningan hasil<br />
pengolahanan diencerkan dan didispersikan ke lingkungan atau didaur ulang lagi agar konsentratnya<br />
memenuhi keselamatan lingkungan [3] .<br />
Limbah radioaktif cair dapat diolah dengan beberapa cara yaitu pengolahan dengan metode<br />
kimia, evaporasi, penukar ion dan sorpsi [4] .<br />
2.2. Fluks<br />
Fluks adalah jumlah volume larutan yang mampu melewati suatu filter dalam waktu tertentu<br />
dan luasan tertentu yang diakibatkan oleh perbedaan tekanan dalam suatu media yang dipisahkan<br />
oleh membran filter [1] . Fluks dirumuskan sebagai berikut:<br />
V<br />
J = (1)<br />
A.<br />
t<br />
Dimana J : fluks (l/m 2 .jam); V: Volum produk (l); A: Luas permukaan sentuh (m 2 ); t : waktu (jam)<br />
2.3. Kuat Tekan<br />
Tujuan uji beban pada dasarnya adalah untuk membuktikan bahwa tingkat keamanan suatu<br />
struktur atau bagian dari struktur sudah memenuhi persyaratan peraturan bangunan yang ada, yang<br />
tujuannya untuk menjamin keselamatan umum. Oleh karena itu biasanya uji beban hanya dipusatkan<br />
pada bagian-bagian struktur yang dicurigai tidak memenuhi persyaratan tingkat keamanan<br />
berdasarkan data-data hasil pengujian material dan hasil pengamatan.<br />
F<br />
σ =<br />
(2)<br />
A
Prosiding Seminar Nasional ke-17 Teknologi dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas Nuklir<br />
Yogyakarta, 01 Oktober 2011<br />
ISSN: 0854 - 2910<br />
dimana σ : kuat tekan (N/m 2 ); F: beban gaya (N); A: Luas permukaan sentuh (m 2 )<br />
2.4. Porositas<br />
Porositas semu dapat ditentukan dengan metode serapan (adsorbtion methode). Persentase<br />
porositas keramik dapat diketahui berdasarkan daya serap bahan terhadap air, yaitu volum air yang<br />
diserap dengan volum total sampel. secara matematis hal ini dapat dirumuskan sebagai berikut<br />
(Gurning, J., 1994) [6] :<br />
( m m )<br />
⎡ basah −<br />
% P = ⎢<br />
⎣ Vt<br />
ker ing<br />
/ ρair<br />
⎤<br />
⎥x100%<br />
⎦<br />
2.5. Selektifitas<br />
Selektifitas suatu membran merupakan ukuran kemampuan suatu membran untuk menahan<br />
suatu spesi atau melewatkan suatu spesi tertentu. Parameter yang digunakan untuk menggambarkan<br />
selektifitas membran adalah koefisien rejeksi (R). Koefisien rejeksi adalah fraksi konsentrasi zat<br />
terlarut yang tidak menembus membran dan dirumuskan sebagai [6] :<br />
⎡ C<br />
R = ⎢1<br />
−<br />
⎢⎣<br />
C<br />
dimana R: faktor rejeksi; Cp: konsentrasi produk; Cf:konsentrasi awal limbah<br />
2.6. Faktor Dekontaminasi<br />
Faktor Dekontaminasi (FD) merupakan perbandingan antara aktivitas limbah cair sebelum<br />
diolah dengan aktivitas setelah diolah. Setiap teknologi memiliki FD yang berbeda-beda, sehingga<br />
pemilihan teknologi harus mempertimbangkan hal tersebut dikaitkan dengan aktivitas limbah awal<br />
dan batas yang diijinkan di negara tersebut [7] .<br />
A0<br />
FD =<br />
A<br />
3. TATAKERJA (BAHAN DAN METODE)<br />
F<br />
3. 1. Persiapan Bahan<br />
3.1.1.Tanah liat<br />
Pengeringan dilakukan dengan penjemuran sinar matahari selama 12 jam. Penggilingan<br />
bahan menggunakan Ball Mill untuk selanjutnya dioven 50 o C untuk menghindari penggumpalan<br />
sehingga mempermudah pengayakan dengan sieve 200 mesh.<br />
3.1.2. Arang<br />
Terdapat tiga (3) jenis arang yang digunakan, yaitu arang sekam padi, arang tempurung<br />
kelapa dan arang kayu kesambi. Dilakukan pengeringan untuk selanjutnya dilakukan penggilingan<br />
dan pengayakan.<br />
p<br />
f<br />
⎤<br />
⎥<br />
⎥⎦<br />
(3)<br />
(4)<br />
(5)<br />
595
Pembuatan Filter Keramik Berbahan Dasar Tanah Liat Sebagai Kandidat ...<br />
Tri Joko Prihatin<br />
596<br />
ISSN: 0854 - 2910<br />
Dibuat campuran bahan dengan komposisi tanah liat sebesar 85%wt dan arang sebesar<br />
15%wt untuk setiap jenisnya dengan menimbang masing-masing bahan arang. Setelah itu, dilakukan<br />
homogenisasi campuran selama 1 jam menggunakan ball mill homogenisasi.<br />
Air limbah simulasi dibuat dengan melarutkan padatan Sr(NO3)2 sebanyak 0,1581 gr dalam<br />
1 L aquades. Konsentrasi larutan sebesar 65 ppm dimana aktivitasnya setara dengan 9,32 x 10 3<br />
μCi/ml (tergolong limbah radioaktif aktivitas menengah).<br />
3.2. Pembuatan Filter<br />
Campuran homogen sampel dibuat adonan dengan menambahkan aquades sebanyak 25 ml<br />
sambil diaduk. Pencetakan filter menggunakan cetakan berbentuk silinder terbuat dari besi baja<br />
berukuran diameter 20 mm dan tinggi 60 mm. Variasi tekanan pencetakan sebesar 5,73 MPa, 7,01<br />
MPa, 8,28 MPa dan 9,55 MPa dilakukan untuk setiap komposisi sampel. Untuk selanjutnya proses<br />
pengeringan bertahap dilakukan dengan cara mengangin-anginkan selama 2 hari, penyinaran dengan<br />
lampu pijar 25 watt selama 18 jam dan penjemuran di bawah sinar matahari selama 12 jam. Sampel<br />
kering dibakar di dalam furnace pada suhu 1000 o C ditahan selama 4 jam dengan kenaikan suhu 5 o C/<br />
menit.<br />
Sampel didinginkan selama 16 jam berada di dalam furnace. Dilakukan penghalusan<br />
permukaan filter agar halus permukaannya dan menyesuaikan ketinggian untuk memenuhi<br />
persyaratan uji kuat tekan sampel.<br />
3.3. Pengujian<br />
Pengujian filter meliputi:<br />
a. Filtrasi dengan limbah simulasi<br />
b. Filtrasi dengan air sampel untuk mendapatkan nilai fluks dan produk filtrasi untuk dilakukan<br />
analisis TDS.<br />
c. Pengujian kuat tekan filter.<br />
4. HASIL DAN PEMBAHASAN<br />
4.1. Karakteristik Filter Keramik<br />
Dilakukan analisis kadar tanah liat dengan metode spektroskopi serapan atom. Hasil analisis<br />
ditunjukkan oleh Tabel 1.<br />
Tabel 1. Kadar Campuran Tanah Liat dari Godean<br />
No. Komponen Kadar (%)<br />
1. Alumunium (1,07±0,02)x10 1<br />
2. Magnesium (1,36±0,03)x10 -1<br />
3. Silikon (2,48±0,07)x10 1
Prosiding Seminar Nasional ke-17 Teknologi dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas Nuklir<br />
Yogyakarta, 01 Oktober 2011<br />
ISSN: 0854 - 2910<br />
4.1.1. Porositas<br />
Dalam filter keramik terdapat rongga berupa pori-pori kecil yang terbentuk dari bahan tanah<br />
liat dan pori-pori dari arang. Porositas dihitung menggunakan asumsi pori-pori terbuka. Porositas<br />
keramik menunjukkan perbandingan antara volum total pori-pori terbuka dengan volum total filter<br />
keramik. Pori-pori terbuka ditunjuk-kan volum pori yang terisi air ketika proses perendaman.<br />
Hasil penelitian porositas dapat dilihat pada Tabel 2. Semakin besar persentase porositas<br />
menunjukkan semakin besar pula volume pori yang terdapat di dalam filter, begitu juga sebaliknya.<br />
Sesuai dengan Tabel 2, filter yang memiliki nilai porositas rata-rata terbesar adalah filter berbahan<br />
tambahan arang kayu kesambi. Hal ini menunjukkan bahwa pada filter berbahan tambahan arang<br />
kayu kesambi terdapat lebih berpori dibandingkan dengan filter berbahan tambahan arang sekam<br />
padi dan arang tempurung kelapa.<br />
Tabel 2. Data Porositas Filter Keramik (%)<br />
Tekanan<br />
Bahan tambahan<br />
pencetakan Arang sekam Arang tempurung Arang kayu<br />
(MPa)<br />
Padi<br />
kelapa<br />
Kesambi<br />
5,73 31,96 35,65 42,31<br />
7,01 31,49 34,98 42,34<br />
8,28 31,84 36,62 42,48<br />
9,55 35,34 34,76 41,39<br />
4.1.2. Kuat Tekan<br />
Kuat tekan filter menunjukkan kemampuan filter untuk menahan besarnya beban gaya yang<br />
diberikan per satuan luas bidang sentuh.<br />
Data eksperimen dapat dilihat pada Tabel 3, filter dengan bahan tambahan arang sekam padi<br />
memiliki kuat tekan lebih tinggi dibandingkan dengan bahan lainnya.<br />
Tabel 3. Kuat Tekan Filter Keramik (MPa)<br />
Tekanan<br />
Bahan tambahan<br />
pencetakan Arang sekam Arang tempurung Arang kayu<br />
(MPa)<br />
Padi<br />
Kelapa<br />
Kesambi<br />
5,73 23,29 21,80 16,43<br />
7,01 22,61 18,54 15,58<br />
8,28 29,82 27,19 11,65<br />
9,55 28,21 19,64 12,06<br />
Dalam arang sekam padi lebih banyak terkandung silikat dibandingkan dengan kedua arang<br />
lainnya. Silikat ini mengalami penggelasan ketika sintering sehingga akan memperkuat filter.<br />
Semakin besar kadar silikatnya maka semakin banyak pula terjadi penggelasan. Dari penggelasan<br />
ini ikatan antar komponennya semakin kuat, sehingga semakin besar kuat tekan filter.<br />
597
Pembuatan Filter Keramik Berbahan Dasar Tanah Liat Sebagai Kandidat ...<br />
Tri Joko Prihatin<br />
598<br />
kuat tekan (MPa)<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
Pengaruh Tekanan Pencetakan terhadap Kuat Tekan<br />
10<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
tekanan pencetakan (MPa)<br />
bahan1 :tanah liat(85%wt)+ arang sekam padi(15%wt)<br />
bahan2 :tanah liat(85%wt)+ arang tempurung kelapa(15%wt)<br />
bahan3 :tanah liat(85%wt)+ arang kayu kesambi(15%wt)<br />
10<br />
bahan<br />
1<br />
2<br />
3<br />
Gambar 1. Grafik Kuat Tekan Filter Keramik<br />
ISSN: 0854 - 2910<br />
Seperti tampak pada Gambar 1 pengaruh tekanan pencetakan setiap bahan memiliki<br />
kecenderungan berbeda-beda. Pada filter berbahan tambahan kayu kesambi cenderung mengalami<br />
penurunan seiring kenaikan tekanan pencetakan. Idealnya semakin besar tekanan pencetak-an maka<br />
semakin besar pula kuat tekan. Dengan tekanan pencetakan besar, maka jarak antar partikelnya<br />
rapat, menyebabkan porositasnya lebih kecil.<br />
Diduga terdapat retakan kecil yang terdapat pada sisi dalam, sehingga tidak mampu diamati<br />
secara visual. Retakan kecil ini akan mempengaruhi hasil pengujian kuat tekan. Ketika diberikan<br />
gaya, distribusi gaya tidak merata karena retakan kecil ini. Selain itu juga terdapat pori-pori tertutup<br />
yang tidak terukur karena tidak mampu terisi air. Pori tertutup ini akan menurunkan unjuk kerja kuat<br />
tekan.<br />
4.2. Filtrasi Air Sampel<br />
Air sampel yang digunakan dalam penelitian berasal dari Kecamatan Tepus, Kabupaten Gunung<br />
Kidul. Secara visual, air sampel lebih keruh dibandingkan dengan air tanah yang berasal dari<br />
laboratorium. Uji laboratorium menunjukkan kadar Ca terlarut sebesar 62,72 mg/l, nilai TDS 249<br />
ppm dan nilai kekeruhan 5,98 NTU.<br />
4.2.1. Pengaruh Tekanan Pencetakan terhadap Fluks<br />
Fluks dari suatu filter dapat diartikan sebagai banyaknya umpan yang mampu dilewatkan ketika<br />
proses filtrasi pada filter setiap satuan luas penampang filter pada selang waktu tertentu.<br />
Tabel 4. Data Fluks Filter Keramik (l/m 2 .jam)<br />
Tekanan<br />
Bahan tambahan<br />
pencetakan (MPa) Arang sekam Arang tempurung<br />
Arang kayu<br />
Padi<br />
Kelapa<br />
Kesambi<br />
5,73 3,17 4,15 8,51<br />
7,01 3,10 3,51 7,22<br />
8,28 2,41 3,37 8,34<br />
9,55 2,47 3,21 6,91
Prosiding Seminar Nasional ke-17 Teknologi dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas Nuklir<br />
Yogyakarta, 01 Oktober 2011<br />
fluks (L/m2.jam)<br />
9<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
Pengaruh Tekanan Pencetakan terhadap Fluks<br />
2<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
tekanan pencetakan (MPa)<br />
bahan1 : tanah liat (85%wt)+ arang sekam padi (15%wt)<br />
bahan2 : tanah liat (85%wt)+ arang tempurung kelapa(15%wt)<br />
bahan3 : tanah liat (85%wt)+ arang kayu kesambi(15%wt)<br />
Gambar 2. Grafik Fluks Filter Keramik<br />
10<br />
bahan<br />
1<br />
2<br />
3<br />
ISSN: 0854 - 2910<br />
Hasil penelitian menunjukan bahwa tekanan pencetakan masing-masing bahan cenderung<br />
mengalami penurunan fluks, seperti tampak pada Gambar 2. Hal ini menunjukkan semakin besar<br />
tekanan pencetakan semakin kecil fluks pada filter keramik<br />
Dengan tekanan pencetakan yang besar maka jarak antar partikel tanah liat semakin rapat<br />
sehingga pori yang terbentuk berukuran lebih kecil. Pori yang berukuran kecil hanya mampu<br />
melewatkan sejumlah air dengan volum kecil pula. Dengan demikian nilai fluksnya juga kecil pada<br />
luasan dan selang waktu yang sama.<br />
Gambar 2 menunjukkan bahwa filter berbahan tambahan arang kayu kesambi memiliki<br />
fluks terbesar dibandingkan dengan campuran arang tempurung kelapa dan campuran arang sekam<br />
padi. Hal ini disebabkan filter keramik berbahan tambahan arang kayu kesambi tersebut memiliki<br />
porositas lebih besar dibandingkan dengan filter berbahan arang lainnya.<br />
4.2.2. Pengaruh Tekanan Pencetakan terhadap Penurunan TDS<br />
TDS (Total Dissolved Solid) yaitu ukuran zat terlarut (baik itu zat organik maupun<br />
anorganik) yang terdapat pada air sampel. TDS menggambarkan jumlah zat terlarut dalam part per<br />
million (ppm).<br />
Air sampel yang digunakan pada penelitian memiliki nilai TDS sebesar 249 ppm. Data<br />
eksperimen ditunjukkan pada Tabel 6.<br />
Tabel 6. Data Penurunan TDS (%)<br />
Tekanan<br />
pencetakan<br />
Arang sekam<br />
Bahan tambahan<br />
Arang tempurung<br />
(MPa)<br />
Padi<br />
Kelapa<br />
5,73 17,27 14,86 14,46<br />
7,01 16,88 17,27 16,06<br />
8,28 19,28 17,67 16,87<br />
9,55 20,48 19,68 18,07<br />
Arang kayu<br />
Kesambi<br />
599
Pembuatan Filter Keramik Berbahan Dasar Tanah Liat Sebagai Kandidat ...<br />
Tri Joko Prihatin<br />
600<br />
persentase penurunan TDS(%)<br />
21<br />
20<br />
19<br />
18<br />
17<br />
16<br />
15<br />
Pengaruh Tekanan Pencetakan terhadap Penurunan TDS<br />
14<br />
6<br />
7<br />
8<br />
9<br />
tekanan pencetakan (MPa)<br />
bahan1 :tanah liat (85%wt)+ arang sekam padi (15%wt)<br />
bahan2 :tanah liat (85%wt)+ arang tempurung kelapa (15%wt)<br />
bahan3:tanah liat (85%wt)+ arang kayu kesambi (15%wt)<br />
Gambar 3. Grafik Penurunan TDS<br />
10<br />
bahan<br />
1<br />
2<br />
3<br />
ISSN: 0854 - 2910<br />
Berdasarkan Gambar 3, filter berbahan tambahan arang sekam padi memiliki penurunan<br />
TDS terbesar dibandingkan dengan bahan tambahan lainnya. Kadar silikat yang lebih tinggi pada<br />
arang sekam padi dibandingkan lainnya menyebabkan lebih banyak terjadi penggelasan, yang mana<br />
akan mempersempit dan mengisi pori-pori pada filter keramik. Dengan ukuran yang lebih sempit,<br />
pori akan lebih selektif terhadap zat berdasarkan ukuran-nya. Zat terlarut dalam air sampel yang<br />
memiliki ukuran lebih besar dari pori akan tertahan oleh pori-pori pada filter.<br />
Pada Gambar 3, terlihat kenaikan persentase penurunan TDS terhadap kenaikan tekanan<br />
penceta-kan filter. Perlu diingat, semakin besar tekanan pencetakan semakin besar pula gaya yang<br />
diberikan untuk menekan material sehingga jarak antar partikel tanah liat semakin rapat. Dengan<br />
jarak semakin rapat maka rongga yang terbentuk ketika proses sintering, memiliki ukuran semakin<br />
kecil. Dengan rongga yang kecil ini, filter hanya akan melewatkan zat terlarut (baik itu zat organik<br />
maupun anorganik) yang memiliki struktur lebih kecil dari rongga pori tersebut.<br />
4.3. Filter Keramik sebagai Pengolahan Limbah Radioaktif Cair<br />
Dengan pertimbangan semua parameter dipilih filter dengan bahan tambahan arang<br />
tempurung kelapa yang dicetak pada tekanan 9,55 MPa. Filter tersebut memiliki kuat tekan sebesar<br />
19,64 MPa, fluks sebesar 3,21 l/m 2 .jam dan penurunan TDS sebesar 19,68%.<br />
Konsentrasi stronsium pada produk filtrasi limbah radioaktif simulasi sebesar 20,19 ppm<br />
dimana konsentrasi pada umpan sebesar 65 ppm. Selektifitas filter dinyatakan dalam koefisien<br />
rejeksi sebesar 0,69. Selektifitas suatu membran merupakan ukuran kemampuan suatu membran<br />
untuk menahan suatu spesi atau melewatkan suatu spesi tertentu. Koefisien rejeksi filter dihitung<br />
dari perbandingan pengurangan kadar stronsium setelah mengalami proses filtrasi terhadap<br />
konsentrasi umpan.<br />
Aktivitas awal pada umpan simulasi sebesar 9,32 x 10 3 μCi/ml dimana termasuk limbah<br />
radioaktif cair kategori 4. Dalam pengolahannya memerlukan perisai penahan radiasi. Produk filtrasi<br />
simulasi filter keramik terhitung sebesar 2,895 x 10 3 μCi/ml. Dengan membandingkan keduanya<br />
didapatkan faktor dekontaminasi sebesar 3,22.
Prosiding Seminar Nasional ke-17 Teknologi dan Keselamatan PLTN Serta Fasilitas Nuklir<br />
Yogyakarta, 01 Oktober 2011<br />
ISSN: 0854 - 2910<br />
Menurut Batas ambang kandungan stronsium dalam air menurut SK DIRJEN BATAN<br />
No.24/DJ/II/1993 sebesar 4.10 -7 uCi/ml untuk umum dan 1.10 -5 uCi/ml untuk pekerja radiasi [35].<br />
Untuk memenuhi batas aman tersebut bisa dilakukan variasi pemasangan filter, misal dengan<br />
melakukan penyaringan bertingkat. Variasi dapat dilakukan sesuai dengan kebutuhan.<br />
5. KESIMPULAN<br />
Filter optimum sebagai kandidat pengolahan limbah radioaktif cair addalah filter keramik dengan<br />
bahan tambahan arang tempurung kelapa (15%wt) yang dicetak pada tekanan 9,55 MPa. Filter<br />
tersebut memiliki karakteristik:<br />
a. Kuat tekan 19,64 MPa<br />
b. Fluks 3,21 l/m 2 .jam<br />
c. Penurunan TDS sebesar 19,68%.<br />
d. Penurunan kekeruhan 89,13 %<br />
e. Kadar kalsium pada hasil filtrasinya sebesar 78,40 mg/l.<br />
f. R=0,69 pada umpan 65 ppm<br />
g. FD=3,22<br />
6. DAFTAR PUSTAKA<br />
[1]. Hasan, M. Heikal. Pengaruh Komposisi Campuran dan Ukuran Butir terhadap Unjuk Kerja<br />
Filtrasi dan Kekuatan mekanik Filter Keramik Berbahan Dasar Tanah Liat. Skripsi, Jurusan<br />
Teknik Fisika Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. 2009.<br />
[2]. Application of Membrane Technologies For Liquid Radioactive Waste Processing. Technical<br />
Report Series No.431. IAEA. Vienna.2004.<br />
[3]. Rosita, Widya. Pengaruh Ukuran Butir Zeolit Cipatujah Dan Kecepatan Alir Umpan Pada<br />
Pengolahan Limbah Cair Sr-90. Jurusan Teknik Nuklir Fakultas Teknik Universitas Gadjah<br />
Mada. Yogyakarta.1997.<br />
[4]. Ronodirjo, S. Pengolahan Sampah Radioaktif. <strong>Batan</strong>, Yogyakarta. 1982.<br />
[5]. Standar Nasional Indonesia No. 06-6989.13-2 tentang uji kesadahan air<br />
[6]. Tambunana, Tiar Delimawati. Pembuatan Keramik Berpori Sebagai Filter Gas Buang<br />
Dengan Aditif Karbon Aktif. Sekolah Pasca Sarjana Universitas Sumatera Utara.Medan. 2008.<br />
[7]. Putero, Susetyo Haryo. Teknologi Pengolahan Limbah Radioaktif. Diktat, Jurusan Teknik<br />
Fisika, Fakultas Teknik UGM. 2010<br />
[8]. Google. Kekeruhan. Diakses dari: http://repository.usu.ac.id/123456789/13980/1/09E00369<br />
12 agustus 2010<br />
[9]. SK DIRJEN BATAN No.24/DJ/II/1993<br />
601
Pembuatan Filter Keramik Berbahan Dasar Tanah Liat Sebagai Kandidat ...<br />
Tri Joko Prihatin<br />
DISKUSI/TANYA-JAWAB:<br />
1. PERTANYAAN: (Dwi Ratna P., UNY)<br />
Akan digunakan untuk apa filter keramik yang sudah menyerap limbah cair?.<br />
Apakah masih dapat dimanfaatkan?<br />
JAWABAN: (Tri Joko P., TF-UGM)<br />
Kemungkinan ada 2:<br />
Menjadi limbah baru,<br />
Dapat dimanfaatkan lagi dengan reaksi balik.<br />
2. PERTANYAAN: (Tito W.P., UNY)<br />
Alternatif selain tanah liat?.<br />
Apa definisi kering ?.<br />
JAWABAN: (Tri Joko P., TF-UGM)<br />
Alternatif lain dengan menggunakan polimer yang memiliki karakter sama.<br />
Definisi kering adalah tanah liat yang di oven 100°C.<br />
602<br />
ISSN: 0854 - 2910<br />
3. PERTANYAAN: (Siti Sulastri, FMIPA-UNY)<br />
Bahan arang apa yang paling baik untuk dijadikan bahan tambahan pembuat alat filtrasi Sr-90?<br />
JAWABAN: (Tri Joko P., TF-UGM)<br />
Berdasarkan data grafik, arang tempurung kelapa terlihat paling stabil dari berbagai sisi<br />
pertimbangan porositas, kuat tekan, fluks keramik, dll.