Sistem Pengolahan Limbah Gas Sianida Pada Industri Pestisida

  1. Pendahuluan

Industri formulasi merupakan industri pestisida siap pakai yang terdiri dari formulasi cair dan padat. Formulasi cair ini terdiri dari formulasi dengan konsentrat minyak (Oil Concentrate/OC), formulasi dengan konsentrat teremulsikan (Emulsifible Concentrate/EC), formulasi dengan konsentrat terlarut (Water Soluble Concentrate/WSC), formulasi dengan larutan minyak (Oil Solution/OS), formulasi dengan ultra low volume (ULV). Formulasi padat terdiri dari debu (Dust), bubuk (wettable powder), Butiran (Granular) dan Tablet.

Industri Pestisida di Indonesia sebagian besar merupakan industri formulasi, namun ada juga yang terdiri dari gabungan industri formulasi dengan industri manufaktur, seperti PT. Alfa Abadi Pestisida dengan industri bahan aktif bahan golongan karbamat dan industri formulasi baik cair maupun padat. Limbah gas dari PT. Alfa Abadi Pestisida merupakan senyawa yang sangat beracun karena mengandung senyawa Methyl Isocyanide (MIC) dalam bentuk CN 1 mg/L.

Senyawa Methyl Isocyanide ini bersifat tak berbau dan tak berwarna serta sangat beracun bagi makhluk hidup. Untuk itu diperlukan penanganan dalam mengolah limbah gas pada industri pestisida. Penanganan limbah gas Methyl Isocyanide dilakukan dengan kombinasi absorbsi, katalitik dan kondensasi.

  1. Proses

Limbah gas Methyl Isocyanide yang dihasilkan dari proses pembuatan pestisida dimasukkan ke dalam scrubber pada dasar kolom absorbsi. Kemudian dari atas kolom dispray larutan encer NaOH sebagai absorben gas organik larut dan bereaksi sebeagai berikut :

CH3OCN + NaOH ↔NaCNO + CH3OH                     (1)

Gas yang larut akan tertampung pada bagian dasar kolom sedangkan gas yang tidak larut akan keluar dari scrubber sebagai polutan yang sudah bersih.

Larutan kaustik dan gas yang terlarut kemudian dialirkan ke dalam pre heater. Sebelum masuk kedalam pre heater larutan diinjeksikan gas Cl2 melalui regulator yang telah diatur konsentrasi sesuai dengan kebutuhan. Gas Cl2 akan bereaksi dengan larutan di dalam preheater dengan pemanasan sampai dengan suhu 800C. Reaksi gas Cl2 dan larutan akan membentuk NaCl, N2 dan CO2 dengan reaksi sebagai berikut :

2 NaCNO + Cl2 →2 NaCl + N2 + CO2             (2)

Pada preheater, gas N2 dan CO2 akan teruapkan dan masuk ke dalam ruang katalitik, sedangkan NaCl akan terendapkan dibawah tangki.

Gambar 1. Proses Pengolahan limbah Methyl Isocyanide

Gas dan uap air yang terbentuk akan masuk ke dalam ruang katalis dengan katalis Pt untuk menyempurnakan reaksi sehingga konversi reaksi dapat mencapai 99%. Uap air dan gas N2 dan CO2 selanjutnya dipanaskan dalam heater sehingga suhunya menjadi 1200C yang selanjutnya dimasukkan ke dalam flash distillation tank. Pada flash distillation tank gas N2 dan CO2 akan naik ke bagian atas kolom dan keluar sebagai gas dengan kandungan CN dan MIC dibawah 0.001 mg/L, sedangkan hasil dasar (Bottom Product) dari flash distillation tank adalah air dengan kandungan CN dibawah 0.01 mg/L yang selanjutnya akan diolah sebagai limbah cair.

  1. Efisiensi

Secara individu, proses adsorbsi memiliki efisiensi 95%, dan proses thermal oxidation dapat mencapai 98%. Dengan menggabungkan proses adsorbsi, thermal oxidation, dan absorbsi, efisiensi penghilangan polutan dapat ditingkatkan hingga 99%. Dalam proses yang digunakan oleh PT. Alfa Abadi Pestisida, kombinasi ketiga proses ini dapat menurunkan konsentrasi senyawa CN/MIC dari 10 mg/L menjadi 0.001 mg/L.

  1. Perbandingan pengolahan limbah gas Methyl Isocyanide (MIC) dengan gabungan proses adsorbsi, thermal oxidation, dan absorbsi dengan proses insinerasi

Selain dengan gabungan proses adsorbsi, thermal oxidation, dan absorbsi, Pengolahan limbah gas Methyl Isocyanide (MIC) juga dapat dilakukan dengan cara Insinerasi. Teknologi pembakaran (incineration) adalah proses alternatif dalam teknologi pengolahan limbah. Pengolahan dengan cara insinerasi dapat mengurangi volume dan massa limbah hingga sekitar 90% (volume) dan 75% (berat). Insinerasi memiliki beberapa kelebihan di mana sebagian besar dari komponen limbah Methyl Isocyanide (MIC) dapat dihancurkan (efisiensi 99%) dan limbah berkurang dengan cepat. Selain itu, insinerasi memerlukan lahan yang relatif kecil.

Untuk menghilangkan sifat bahaya dari Methyl Isocyanide (MIC) maka insinerator yang dipakai harus dioperasikan diatas titik dekomposisi Methyl Isocyanide (MIC) menjadi gas N2 dan CO2 (diatas 10000F).

Untuk pengolahan limbah Methyl Isocyanide (MIC) dengan konsentrasi yang tinggi pengolahan dengan cara insinerasi lebih disukai karena insinerasi dapat mengolah limbah Methyl Isocyanide (MIC) dengan cepat serta memerlukan lahan yang lebih sedikit daripada pengolahan gabungan proses adsorbsi, thermal oxidation, dan absorbsi. Namun pengolahan dengan cara insinerasi memerlukan energi yang besar karena dibutuhkan suhu tinggi untuk mendekomposisi Methyl Isocyanide (MIC) menjadi gas N2 dan CO2 (diatas 10000F), jauh lebih tinggi daripada suhu yang diperlukan untuk mengolah Methyl Isocyanide (MIC) dengan gabungan proses adsorbsi, thermal oxidation, dan absorbsi (hanya sekitar 1200C). pengolahan dengan gabungan proses adsorbsi, thermal oxidation, dan absorbsi juga dapat mengolah limbah Methyl Isocyanide (MIC) dengan konsentrasi yang cukup rendah (absorbsi Methyl Isocyanide (MIC) menggunakan NaOH) sehingga pengolahan dengan gabungan proses adsorbsi, thermal oxidation, dan absorbsi dapat dilakukan pada konsentrasi Isocyanide (MIC) yang tidak konstan (berubah – ubah).

Cooling Water (Air Pendingin) dalam Industri

Sistem pendinginan adalah suatu rangkaian untuk mengatasi terjadinya over heating (panas yang berlebihan) pada mesin agar mesin bisa bekerja secara stabil. Sistem pendingin yang digunakan sebagian besar menggunakan air pendingin sebagai media pendingin. Air pendingin adalah air limbah yang berasal dari aliran air yang digunakan untuk penghilangan panas dan tidak berkontak langsung dengan bahan baku, produk antara dan produk akhir.Cooling

Kebanyakan proses produksi pada industri memerlukan air pendingin untuk efisiensi dan operasi yang baik. Air pendingin pada sistem pendingin mengontrol suhu dan tekanan dengan cara memindahkan panas dari fluida proses ke air pendingin yang kemudian akan membawa panasnya.

Syarat – syarat air yang digunakan sebagai media pendingin antara lain :

  1. Jernih, maksudnya air harus bersih, tidak terdapat partikel-parlikel kasar yaitu batu, kerikil atau partikel-partikel halus seperti pasir, tanah dan lumut yang dapat menyebabkan air kotor.
  2. Tidak menyebabkan korosi.
  3. Tidak menyebabkan fouling, fouling disebabkan oleh kotoran yang terikut saat air masuk unit pengolahan air seperti pasir, mikroba dan zat-zat organik.
  4. Tidak mengandung bahan – bahan anorganik yang dapat mengganggu proses pertukaran panas pada sistem pendingin maupun merubah komposisi air karena bereaksi akibat perubahan suhu air.

Ada beberapa permasalahan yang sering terjadi pada sistem air pendingin, yaitu Korosi, Scaling dan Fouling. Korosi adalah proses elektrokimia dimana logam kembali ke bentuk alaminya sebagai oksida. Scale adalah lapisan padat dari material inorganik yang terbentuk karena pengendapan. Beberapa scale yang sering terjadi berupa calcium carbonat, calcium phosphate, magnesium silicate, dan silica. Sedangkan fouling adalah akumulasi dari material solid yang berbeda dari scale.

Beberapa tipe korosi yang sering terjadi antara lain general attack, pitting, dan galvanic attack. Kerugian yang ditimbulkan oleh korosi pada sistem air pendingin adalah penyumbatan dan kerusakan pada sistem perpipaan. Kontaminasi produk yang diinginkan karena adanya kebocoran-kebocoran, dan menurunnya efisiensi perpindahan panas. General attack terjadi apabila korosi yang muncul terdistribusi merata dan sama di semua permukaan logam. Sedangkan pitting terjadi ketika hanya sebagian kecil dari logam yang mengalami korosi. Walaupun begitu, pitting sangat berbahaya karena hanya terpusat di sebagian area saja. Galvanic attack terjadi ketika dua logam yang berbeda berkontak. Logam yang lebih aktif akan terkorosi secara cepat.

Faktor utama yang mempangaruhi terjadinya korosi adalah kondisi air pendingin itu sendiri. Beberapa kondisi tersebut antara lain :

  1. Oksigen atau dissolved gas yang lain.
  1. Dissolved dan suspended solid.
  2. Alkalinitas (pH).
  3. Suhu.
  4. Aktifitas mikroba.

Metode yang digunakan untuk mencegah / meminimalisir korosi antara lain :

  1. Memililih material anti korosi saat mendesain proses.
  2. Menggunakan protective coatings seperti cat, metal plating, tar, atau plastik.
  3. Melindungi dari substansi yang bersifat katiodik, menggunakan anoda dan atau yang lain.
  4. Menambahkan corrosion inhibitor (anodic : molybdate, orthophosphate, nitrate, silicate – katiodik : PSO, bicarbonate, polyphosphate, zinc – general : soluble oils, triazoles copper).

Pembentukan kerak/scale dipengaruhi oleh jumlah padatan terlarut yang ada di air. CaCO3 merupakan kerak yang sering ditemui pada sistem air pendingin dan terbentuk jika kadar Ca dan alkalinitas air terlalu tinggi. Pengendalian gangguan ini dimaksudkan untuk mencegah pembentukan kerak CaCO3 dengan menjaga agar kadar Ca dan alkalinitas dalam air sirkulasi cukup rendah, dan mencegah pengendapan kerak pada permukaan logam. Ada beberapa cara untuk mencegah adanya Scaling, yaitu :

  1. Menurunkan siklus konsentrasi air yang bersirkulasi.
  2. Menambah asam, misalnya H2SO4, agar pH air di bawah 7. Dapat digunakan inhibitor kerak berupa bahan kimia seperti polifosfat, fosfonat, ester fosfonat dan poliacrylat.
  3. Menambahkan bahan kimia anti scale
  4. Membatasi konsentrasi dari mineral-mineral pembentuk scale.
  5. Meningkatkan aliran air dengan luas permukaan yang besar.

Pembentukan fouling yang disebabkan oleh mikroorganisme dapat dicegah atau dikendalikan menggunakan klorin, klorofenol, garam organometal, ammonium kuartener, dan berbagai jenis mikrobiosida (biosida). Klorin merupakan chemicals yang paling banyak dipakai. Dosis pemakaian klorin yang efektif adalah sebesar 0,3 sampai 1,0 ppm. Padatan tersuspensi dalam air merupakan masalah yang cukup serius. Padatan tersuspensi tersebut dapat menempel pada permukaan perpindahan panas sehingga mengakibatkan berkurangnya efisiensi perpindahan panas. Salah satu metoda yang digunakan untuk mengendalikan padatan tersuspensi adalah dengan melakukan filtrasi secara kontinu terhadap sebagian air yang disirkulasi.