3
*) Penulis
**) Dosen Pembimbing
Tersedia online di: http://ejournal-s1.undip.ac.id/index.php/tlingkungan
Jurnal Teknik Lingkungan,
Vol. 6, No. 1 (2017)
mg/L. Sedangkan Guo dkk. (2011)
melakukan penelitian penyisihan PAH
dengan penambahan KCl dan CaCl
2
menggunakan membran nanofiltrasi BDXN-
70 menghasilkan tingkat rejeksi 64,65%
pada variasi pH 10.
Membran nanofiltrasi NF270 menjadi
alternatif pada penyisihan unsur stronsium
(Sr), cesium (Cs), dan PAH. Hal ini
mengacu pada masih jarangnya peengolahan
limbah radioaktif menggunakan membrane
nanofiltrasi. Membran nanofiltrasi memiliki
tekanan operasi yang lebih rendah dan dapat
menangkap ion bivalen dan ion monovalent
(Gherasim dkk, 2015). Membran nanofiltrasi
merupakan membrane bermuatan yang
memiliki pori lebih longgar daripada
membrane RO yang memliliki permeabilitas
larutan yang lebih tinggi dibandigkan RO.
Maka, volume pengolahan limbah pun dapat
lebih besar sebanding dengan tingginya laju
alir (Baker, 2004 dan Schafer dkk., 2005)
Nanofiltrasi mampu menyisihkan membran
RO dengan konsumsi energi yang lebih
rendah. Selain itu, nanofiltrasi merupakan
salah satu teknologi yang menjanjikan
dalam penyisihan komponen organik
maupun anorganik dalam air (Shon dkk,
2013). Dengan demikian, diharapkan hasil
maksimal
pada
pengolahan
limbah
radioaktif menggunakan nanofiltrasi dapat
menghasilkan rejeksi yang efisien dan
optimal.
2.
Metode dan Bahan Penelitian
2.1
Bahan dan Alat
Penelitian ini menggunakan limbah
radioaktif sintetik berbahan dasar Cesium
Klorida/CsCl produksi Merck Millipore,
Jerman dengan massa molar 168,36 g/mol
dan Stronsium Nitrat/Sr(NO
3
)
2
produksi
Merck Millipore, Jerman dengan berat
massa molar 261,34 g/molsebagai unsur
radioaktif pada limbah, sedangkan untuk
senyawa organik digunakan naphthalene
teknis sebagai PAH dengan massa molar
128,17 g/mol dan untuk larutan standar pada
uji HPLC PAH digunakan Naphthalene for
Synthesis produksi Merck Millipore, Jerman.
Bahan CsCl, Sr(NO
3
)
2
, dan Naphthalene for
Synthesis dibeli di PT. Hepilab Sukses
Bersama, Semarang, Indonesia dan bahan
naphthalene (teknis) di CV. Multi Kimia
Raya,
Semarang,
Indonesia.
Untuk
pengaturan pH diperlukan HCl dan NaOH
produksi Merck Millipore, Jerman.
Alat filtrasi membrane nanofiltrasi
yang digunakan merupakan rangkaisan
sendiri dan dapat dilihat secara skematik
pada Gambar 1. Membrane yang digunakan
adalah nanofiltrasi NF270 produksi DOW
Filmtec™ Membranes, USA. Alat ini terdiri
dari tangki umpan (1), pompa (2), valve (3),
pressure gauge (4), housing membrane (5),
dan tangki permeat (6).
Gambar 1. Skematik alat filtrasi
2.2
Larutan Limbah Radioaktif Sintetik
Limbah radiaokktif sintetik dibuat
dengan melarutkan cesium klorida/CsCl,
stronsium
nitrat/Sr(NO
3
)
2
,
dan/atau
naphthalene sebagai representasi PAH.
Konsentrasi limbah mengandung cesium dan
stronsium dibuat 1000 µg/L dan limbah
mengandung PAH dibuat 10 mg/L. Larutan
umpan diatur sesuai variasi pH yaitu pH 4,
pH 7, dan pH 9 dengan penambahan Asam
Klorida (HCl) atau Natrium Hidroksida
(NaOH) untuk mengetahui pengaruh pH
6
5
3
4
1
2
4
*) Penulis
**) Dosen Pembimbing
Tersedia online di: http://ejournal-s1.undip.ac.id/index.php/tlingkungan
Jurnal Teknik Lingkungan,
Vol. 6, No. 1 (2017)
terhadap kinerja membran. Larutan umpan
dipompa menuju membbran dengan tekanan
bervariasi 4 bar, 5 bar, dan 6 bar untuk
mengetahui pengaruh tekanan operasi
terhadap kinerja membran.
2.3
Analisa
2.3.1 Analisa Fluks Membran
Analisa fluks dilakukan untuk
mengetahui kecepatan alir permeat saat
melewati membrane dan mengetahui
kemungkinan fouling pada permukaan
membrane. Sebelum pengujian fluks, NF270
dipreparasi terlebih dahulu. Preparasi
membran
NF270
dilakukan
dengan
memotong membrane pada diameter 4,2 cm
2
lalu direndam ke dalam aquades selama 30
menit. Kemudian dilakukan kompaksi
selama 30 menit dengan tekanan 1 bar lebih
besar dibandingkan tekanan operasional. Uji
fluks dilakukan dengan memasukkan
membran yang telah dipreparasi ke dalam
unit filtrasi membrane, kemudian dilakukan
pengukuran nilai fluks awal (J
0
) selama 15
menit pada tekanan operasi yang digunakan
(4, 5, dan 6 bar) dengan memompakan
aquades ke unit filtrasi membrane.
Selanjutnya dilakukan uji fluks dan
permeabilitas untuk pengukuran nilai fluks
(J) setiap 15 menit menggunakan umpan
larutan limbah radioaktif sintetik selama 120
menit. Analisa fluks membrane dihitung
dengan
menggunakan
rumus
pada
persamaan 1.
(1)
Dengan J adalah nilai fluks (L/m
2
.jam), t
adalah waktu, V adalah volume permeat,
dan A adalah luas permukaan membran.
2.3.2 Analisa kandungan Cesium dan
Stronsium
Uji parameter cesium dan stronsium dalam
limbah radioaktif sintetik dilakukan dengan
menggunakan ICP-ES (Inductively Coupled
Plasma -Emission Spectrometry) dengan
menyiapkan 30 ml permeat hasil filtrasi
larutan mengandung cesium dan stronsium.
Pengukuran kandungan cesium pada ICP
dilakukan pada panjang gelombang 455,531
nm. Sedangkan pengukuran kandungan
stronsium pada ICP dilakukan pada panjang
gelombang
407,771
nm.
Pengujian
kandungan cesium dan stronsium dilakukan
sesuai penelitian yang dilakukan oleh Tyler
(1991) pada ICP-AES Instruments at Work.
2.3.3 Analisa kandungan PAH
Uji parameter PAH yang direpresentasikan
dalam naphthalene pada limbah radioaktif
sintesik dilakukan dengan menggunakan
HPLC
(High
Pressure
Liquid
Chromatography) pada panjang gelombang
220 nm dengan menyiapkan 1 ml permeat
hasil filtrasi larutan mengandung PAH.
Pengujian kandungan PAH dilakukan sesuai
penelitian yang dilakukan oleh Lehotay dan
Hromulakova
(1997)
pada
HPLC
Determination
of
Trace
Levels
of
Benzylchloride,
Chlorobenzene,
Naphhthalene,
and
Biphenyl
in
Environmental Sampels.
2.4
Karakterisitik Membran
2.4.1 Karakteristik
Struktur
Kimia
Membran
FTIR
(Fourier
Transform-Infrared
Spectroscopy) digunakan untuk menganalisa
struktur kimia membran. Jenis FTIR yang
digunakan yaitu PerkinElmer Spectrum
Version 10.4.00, Inggris. Prinsip kerja FTIR
dimulai dengan memfokuskan infrared (IR)
pada sampel membran. Ketika frekuensi dari
radiasi IR sama dengan getaran spesifik dari
molekul sampel, maka molekul tersebut
akan menyerap radiasi. Radiasi ini kemudian
melewati sampel yang terdeteksi, dan
spektrum yang diperoleh akan menunjukkan
perubahan intensitas radiasi IR. Posisi pita
serapan IR disajikan dalam spektrum
sebagai wavenumbers (jumlah gelombang