PENGOLAHAN LIMBAH GAS INDUSTRI PULP AND PAPER
Dibuat Sebagai Tugas Pengolahan Limbah Pada Semester Ganjil di Jurusan Teknik Kimia
Disusun Oleh : Nama : Ihsanata Ihsanata Hamda Hukama NIM
: 03031181419012
Kelas : Indralaya
Dosen Pengampu : Dr. Ir. H. M. Faizal, DEA
JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SRIWIJAYA 2017
Limbah Gas pada Industri Pulp and Paper
Limbah merupakan buangan yang dihasilkan dari suatu proses produksi baik industri maupun domestik (rumah tangga atau yang lebih dikenal sabagai sampah), yang kehadirannya
pada suatu saat dan tempat tertentu tidak
dikehendaki lingkungan karena tidak memiliki nilai ekonomis. Jenis sampah ini pada umumnya berbentuk padat dan cair. Kertas adalah bahan yang tipis dan rata, yang dihasilkan dengan kompresi serat yang berasal dari pulp. Serat yang digunakan biasanya adalah alami, dan mengandung selulosa dan hemiselulosa. Pabrik Kertas menghasilkan limbah gas apabila dibuang sembarangan akan mengakibatkan pencemaran lingkungan. A.
Komposisi Limbah Gas
1. Gas sulfur yang berbau busuk seperti merkaptan dan H 2S 2. Oksida sulfur (SOx) 3. Oksida Karbon (CO x) 4. Oksida Nitrogen(NOx) 5. Klorin (Cl2) dan klorin dioksida (ClO 2) B.
Sumber Limbah Gas
1. Gas sulfur yang dilepaskan dari berbagai tahap dalam proses kraft pulping dan proses pemulihan bahan kimia. 2. Oksida sulfur dari pembakaran bahan bakar fosil, kraft recovery furnace dan lime kiln (tanur kapur). 3. Gas hasil pembakaran(NOx, SOx) dari pembakaran di boiler 4. Cl2 dan ClO2 yang berasal dari unit pemutihan ( Bleach plant ) C.
Karakteristik Limbah Gas
1. Oksida Sulfur Gas oksida sulfur larut dalam air, memiliki bau yang khas, tidak bewarna Pencemaran oleh sulfur oksida terutama disebabkan oleh dua komponen sulfur bentuk gas yang tidak berwarna, yaitu sulfur dioksida (SO 2) dan Sulfur trioksida (SO3), dan keduanya disebut sulfur oksida (SOx). Sulfur dioksida mempunyai karakteristik bau yang tajam dan tidak mudah terbakar diudara, sedangkan sulfur trioksida merupakan komponen yang tidak reaktif.
2.
Oksida Karbon Karbon dan Oksigen dapat bergabung membentuk senjawa karbon
monoksida (CO) sebagai hasil pembakaran yang tidak sempurna dan karbon dioksida (CO2) sebagai hasil pembakaran sempurna. Karbon monoksida merupakan senyawa yang tidak berbau, tidak berasa dan pada suhu udara normal berbentuk gas yang tidak berwarna. 3. Klorin(Cl2) Pada tekanan atmosfer dan suhu kamar, unsur klorin berbentuk gas dengan warna hijau kekuningan dan memiliki bau khas seperti pemutih. Gas klorin memiliki kepadatan lebih besar dari udara, sehingga cenderung melayang dekat dengan permukaan tanah. Ketika didinginkan dan diberi tekanan, senyawa ini menjadi cair sehingga memudahkan transportasi dan penyimpanan. Gas klorin bersifat racun karena amat reaktif dengan air yang terdapat di selaput lendir paru paru dan mata. D.
Dampak Polutan Gas Terhadap Lingkungan
1. Pengaruh Gas Sulfur Di alam, gas sulfur dioksida mampu menghasilkan hujan asam melalui beberapa mekanisme rekasi. SO3 di udara terbentuk dengan mereaksikan sulfur dengan oksigen. Jika terdapat uap air terdapat dalam jumlah cukup, SO 3 dan uap air akan segera bergabung membentuk droplet asam sulfat (H 2SO4) dengan reaksi sebagai berikut S + O2 SO2 2 SO2 + O2 2 SO3 SO2 + H2O H2SO4 Gas SO2 dapat merusak tanaman, sehingga daunnya menjadi kuning kecoklatan atau merah kecoklatan dan berbintik-bintik. Gas ini juga menyebabkan hujan asam, korosi pada permukaan logam dan merusak bahan nilon dan lain-lain. Gas SO2 menyebabkan terjadinya kabut dan mengganggu reaksi foto sintesa pada permukaan daun. Dengan air, gas SO 2 membentuk asam sulfat dan dalam udara tidak stabil. Sumber gas SO 2 adalah pabrik belerang, pengecoran biji logam,
pabrik asam sulfat, pabrik semen, peleburan tembaga, timah hitam dan lain-lain. Dalam konsentrasi melebihi nilai ambang batas dapat mematikan. SOx mempunyai ciri bau yang tajam, bersifat korosif (penyebab karat), beracun karena selalu mengikat oksigen untuk mencapai kestabilan phasa gasnya. SOx menimbulkan gangguan sitem pernafasan, jika kadar 400-500 ppm akan sangat berbahaya, 8-12 ppm menimbulkan iritasi mata, 3-5 ppm menimbulkan bau. Konsentrasi gas SO2 diudara akan mulai terdeteksi oleh indera manusia (tercium baunya) manakala kensentrasinya berkisar antara 0,3 – 1 ppm. Dalam bentuk gas, SO2 dapat menyebabkan iritasi pada paru-paru yang menyebabkan timbulnya kesulitan bernafas, terutama pada kelompok orang yang sensitive seperti orang berpenyakit asma, anak-anak dan lansia. SO2 juga mampu bereaksi dengan senyawa kimia lain membentuk partikel sulfat yang jika terhirup dapat terakumulasi di paru-paru dan menyebabkan kesulitan bernapas, penyakit pernapasan, dan bahkan kematian 2. Pengaruh Oksida Karbon CO diserap melalui paru dan sebagian besar diikat oleh hemoglobin secara reversible, membentuk karboksi-hemoglobin (COHb). Selain itu CO mengikat diri dengan mioglobin dan beberapa protein heme ekstravaskular lain, seperti cytochrome c oxidase dan cytochrome P-450. Afinitas CO terhadap protein heme bervariasi 30 sampai 500 kali afinitas oksigen, tergantung pada protein heme tersebut. Untuk hemoglobin, afinitas CO 208-245 kali afinitas oksigen. CO bukan merupakan racun yang kumulatif. Ikatan Hb dengan CO bersifat reversible dan setelah Hb dilepaskan oleh CO, sel darah merah tidak mengalami kerusakan. Absorbsi atau ekskresi CO ditentukan oleh kadar CO dalam udara lingkungan (ambient air), kadar COHb sebelum pemaparan (kadar COHb inisial), lamanya pemaparan, dan ventilasi paru. Bila orang yang telah mengabsorbsi CO dipindahkan ke udara bersih dan berada dalam keadaan istirahat, maka kadar COHb semula akan berkurang 50% dalam waktu 4,5 jam. Dalam waktu 6-8 jam darahnya tidak mengandung COHb lagi. Inhalasi oksigen mempercepat ekskresi CO sehingga dalam waktu 30 menit kadar COHb telah berkurang setengahnya dari kadar semula. Umummya
kadar COHb akan berkurang 50% bila penderita CO akut dipindahkan ke udara bersih dan selanjutnya sisa COHb akan berkurang 8-10% setiap jamnya. Hal ini penting untuk dapat mengerti mengapa kadar COHb dalam darah korban rendah atau negatif pada saat diperiksa, sedangkan korban menunjukkan gejala dan atau kelainan histopatologis yang lazim ditemukan pada keracunan CO akut. Di udara, karbon monoksida (CO) terdapat dalam jumlah yang sangat sedikit, hanya sekitar 0,1 ppm. Di perkotaan dengan lalu lintas yang padat konsentrasi gas CO antara 10-15 ppm. Sudah sejak lama diketahui bahwa gas CO dalam jumlah banyak (konsentrasi tinggi) dapat menyebabkan gangguan pada ekosistem dan lingkungan kita. Bagi Tumbuhan, kadar CO 100 ppm pengaruhnya hampir tidak ada khususnya tumbuhan tingkat tinggi. Kadar CO 200 ppm dengan waktu kontak 24 jam dapat mempengaruhi kemampuan fiksasi nitrogen oleh bakteri bebas terutama yang terdapat pada akar tumbuhan. Karbon monoksida dapat berasal dari alam ataupun kegiatan manusia. Apabila berasal dari kegiatan manusia, umumnya berasal dari kendaraan bermotor menggunakan bahan bakar bensin, ataupun hasil pembakaran industri minyak dan batubara.Karbon monoksida sendiri tidak terlepas dari efeknya yang menimbulkan sisi negatif pada benda material. Pada material, dampak pencemaran udara oleh karbo monoksida dapat berupa perubahan warna kehitaman pada daerah yang telah tercemar oleh karbon monoksida. Selain itu, apabila gas CO teroksidasi menjadi CO2, maka dapat menimbulkan efek hujan asam juga yang dapat mengakibatkan peningkatan laju korosi pada benda-benda logam 3. Pengaruh Klorin Gas Klorin merupakan bahan utama yang digunakan dalam proses khlorinasi. Sudah umum pula bahwa khlorinasi adalah proses utama dalam proses penghilangan kuman penyakit air ledeng, air bersih atau air minum yang digunakan oleh masyarakat. Proses khlorinasi sangat efektif untuk menghilangkan kuman penyakit terutama dalam penggunaan air ledeng. Walaupun efektif dalam membunuh kuman, klorin juga berbahaya bagi kesehatan. Orang yang meminum air yang mengandung klorin memiliki
kemungkinan lebih besar untuk terkena kanker kandung kemih atau usus besar. Dampak klorin bagi wanita hamil dapat menyebabkan melahirkan bayi cacat dengan kelainan otak atau urat saraf tulang belakang, E.
Teknologi Pengolahan Limbah Gas
1. Unit Pengolahan Penghasil Emisi Gas
Gambar 1. Digester
Gambar 2. Recovery Boiler Unit
2. Uraian Proses Di pabrik pulp ada beberapa proses yang memungkinkan terjadinya pencemaran udara, seperti proses pembakaran di reboiler dan proses kimia di chemical plant . Untuk limbah berupa emisi udara yang dihasilkan dari proses produksi pulp, biasanya pabrik pulp menggunakan alat-alat berupa blow gas treatment di unit pulping, Electro Static Dust Precipitator pada Recovery Boiler , dan gas yang keluar melalui cerobong pada proses kimia diolah terlebih dahulu menggunakan Scrubber . Scrubber digunakan untuk menyerap gas-gas buangan dengan bantuan cairan kimia penyerap. Bahan kimia seperti ClO2 yang menguap karena panas di unit pencucian kemudian dihisap blower dan diarahkan ke sebuah menara penyerap (Scrubber ) yang berlangsung dua tahap. Di menara ini digunakan larutan sodium hidroksida dan diinjeksikan dengan sulfur dioksida (reduktor) untuk menetralkan sisa bahan kimia berupa klorin dioksida (oksidator) sehingga gas bebas dari unsur gas klorin dioksida. Penghilangan bau pada industri pulp and paper dapat menggunakan peralatan berupa unit pengumpul non-condensable gas. Gas-gas yang tidak ikut terkondensasi pada equipment digester dialirkan menuju chipbin relief condensor, dan dikirim ke penampungan NCG. dan evaporator dibakar di quench burner bersama-sama dengan steam dan fuel oil sebagai bahan bakar. 3. Kinerja Peralatan Pengolahan Limbah Gas
Electro Static Dust Precipitator : Gas hasil pembakaran ditangkap dan direduksi hingga 52%
Scrubber : Efisiensi pembersihan cairan sebesar 70% hingga 80%.
4. Pencapaian Baku Mutu Lingkungan Tabel 1. Baku Mutu Emisi untuk Industri Pulp dan Kertas No.
Sumber
1
Tungku Recovery
Parameter
Batas Maksimum (mg/m3)
Total Partikel
230
Total Sulfur Tereduksi
10
(Total Reduced Sulphur – TRS) Tanur Putar Pembakaran Kapur (Lime Kiln)
2
Tangki Pelarutan Lelehan (Smelt Dissolving Tank)
3
4
Digester
5
Unit Pemutihan (Bleach Plant)
Total Partikel
350
Total Sulfur Tereduksi (Total Reduced Sulphur – TRS)
28
Total Partikel
260
Total Sulfur Tereduksi (Total Reduced Sulphur – TRS)
28
Total Sulfur Tereduksi (Total Reduced Sulphur – TRS)
10
Klorin (Cl2)
10
Klorin Dioksida (ClO2)
125
Total Partikel
230
Sulfur Dioxide (SO2)
800
Nitrogen Oxide (NO2)
1000
Opasitas
35 %
Tenaga Ketel Uap (Power Boiler)
6
7
Semua sumber
(Sumber: Kepmen No.13,1995)
5. Pemanfaatan Polutan Gas Pembakaran di dalam boiler menghasilkan polutan gas berupa SO x, NOx,COx. Gas-gas
tersebut
kemudian
disaring
menggunakan Electro
Static
Dust
Precipitator . Gas-gas tersebut kemudian ditampung di dalam dust bin. Hasil pembakaran di dalam boiler juga berupa uap air yang memiliki suhu dan tekanan tinggi. Uap air ini dapat dimanfaatkan kembali untuk menghasilkan energi listrik. Uap tersebut dialirkan ke dalam turbin sehingga turbin menggerakkan generator. Gas sulfur dioksida yang dihasikan melalui pembakaran pada reboiler selain direduksi menggunakan Electro Static Dust Precipitator dapat digunakan untuk menetralkan senyawa ClO2 sisa gas yang tidak bereaksi pada proses bleaching . Hal ini dapat membuat gas yang dibuang ke lingkungan bebas dari pengotor ClO 2.
DAFTAR PUSTAKA
Amazine. 2014. Gas Chlorine. Online. https://www.amazine.co/26378/apa-itugas-klorin-sifat-kegunaan-bahayanya/(Diakses pada tanggal 09 September 2017). Anathi, D. 2012. Pengelolaan Limbah Cair Pada Industri Pulp Dan Kertas . Online. https://www.scribd.com/doc/81713706/Pengelolaan-Limbah-CairPada-Industri-Pulp-Dan-Kertas-Industri-Kelapa-Sawit.
(Diakses
pada
tanggal 09 September 2017). Anonim.
2014.
Karakteristik
Limbah
Gas
dan
Partikel .
Online.
http://www.smallcrab.com/kesehatan/1018-karakteristik-limbah-gas-dan partikel.(Diakses pada tanggal 09 September 2017) Anonim.
2014.
Karakteristik
Limbah
Gas
dan
Partikel .
Online.
http://www.smallcrab.com/kesehatan/1018-karakteristik-limbah-gas-dan partikel.(Diakses pada tanggal 09 September 2017). Arisandi, K. 2014. K onsep Monitoring dan Investigasi Pengelolaan Pencemaran udara
di
industri
pulp
dan
kertas .
Online.
https:
//www.
scribd.com/document/243804709/Laporan-PPU-Industri-Pulp-Kertas. (Diakses pada tanggal 10 September 2017). Kepmen No. 13 Tahun 1995 Royen, A. 2011. Efisiensi Scrubber. Online. http://abi-blog.com/scrubber-udaradasar-pengertian-konfigurasi-dan-efisiensi/(Diakses September 207)
pada
tanggal
12
