TREATMENT OF SOAP AND DETERGENT INDUSTRY WASTES

Szarien Veka Suftarama114120012

Latar Belakang

Mesir Kuno Modern

Pabrik Perusahaan Jasa

Rumah

Limbah dengan Skala Besar(Busa beracun yg menyebabkan

gangguan di perairan)

Penggunaan Surfaktan sebagai

bahan aktif pengganti sabun

Soap And DetergentSoap and Detergent merupakan formulasi produk yang dirancang untuk memenuhi berbagai biaya dan kinerja standar. Formulasi produk tersebut mengandung beberapa komponen, diantaranya :

Surfaktan mengikat material-material yang tidak diinginkan Garam Polifosfat meningkatkan proses surfaktan,

menghapus ion kalsium dan ion magnesium, dan sebagai pemutih

Zat-zat Aditif menghilangkan noda, mencegah pengendapan padatan/kotoran, mengatur busa, mengurangi korosi pada mesin cuci, mencerahkan warna, memberikan aroma yang menyegarkan, dan mencegah penggumpalan

Klasifikasi Surfaktan Surfaktan Anionik

Surfaktan anionik menghasilkan ion surfaktan bermuatan negatif dalam larutan air, biasanya berasal dari sulfat, karboksilat, atau sulfonat pengelompokan. Jenis yang biasa dari senyawa ini adalah asam karboksilat dan turunannya (sebagian besar didasarkan pada minyak alami), turunan asam sulfonat (Alkylbenzene sulfonat LAS atau ABS dan sulfonat lainnya), dan ester asam sulfat dan garam (alkohol sebagian besar sulfat dan eter). Alkil sulfat bersifat mudah terurai, dapat menghilang dalam waktu 24 jam dalam air sungai.

Surfaktan Kationik Surfaktan kationik menghasilkan ion surfaktan

bermuatan positif dalam larutan terutama senyawa nitrogen kuaterner seperti amina dan garam amonium.

Surfaktan Nonionik Surfaktan nonionik adalah amida asam karboksilat, ester

dan turunannya, dan eter (alkohol teralkoksilasi), sebagai formulasi (terutama sebagai bahan aktif) yang digunakan pada mesin cuci otomatis yang semakin populer sejak tahun 1960-an.

Surfaktan Amfoterik Surfaktan amfoter mewakili sebagian kecil dari total

produksi surfaktan. Mereka dapat merupakan senyawa dengan sifat anionik maupun sifat kationik dalam larutan air, tergantung pada pH dari sistem di mana mereka bekerja. Jenis utama dari senyawa ini pada dasarnya analog dari sulfonat alkana linier, yang memberikan banyak poin untuk memulai biodegradasi, dan senyawa pyridinium yang juga memiliki N-atom bermuatan positif dan mereka sangat tahan terhadap biodegradasi .

Operasi IndustriIndustri sabun dan deterjen adalah industri manufaktur kimia yang pada dasarnya baik pencampuran dan reaksi kimia dari bahan baku terlibat dalam produksi. Juga, penyimpanan bahan kimia jangka panjang maupun pendek, pergudangan, serta transportasi bahan kimia terlibat dalam operasi itu.

Pembuatan dan FormulasiIndustri ini menghasilkan bahan pembersih cair dan padat untuk keperluan rumah tangga dan industri, termasuk binatu, pencuci piring, sabun, pembersih khusus, dan produk pembersih industri. Hal ini dapat secara luas dibagi ke dalam dua kategori: (a) pembuatan sabun yang didasarkan pada pengolahan lemak alami; dan (b) pembuatan deterjen yang didasarkan pada pengolahan petrokimia. Informasi yang disajikan di sini termasuk perusahaan terutama yang terlibat dalam produksi sabun, deterjen sintetik organik, deterjen alkali anorganik, dan tanaman yang memproduksi minyak mentah. Banyak langkah pengolahan ada di antara bahan baku dasar untuk surfaktan dan lainnya.Senyawa anorganik dan organik seperti etilena, propilena, benzena, minyak alami lemak, amonia, batuan fosfat, trona, klorin, peroksida, dansilikat antara berbagai bahan baku dasar yang digunakan oleh industri. Proses netralisasi, yang didahului oleh proses pemisahan lemak.

Dalam industri sabun dan detergen, terdapat 4 tahap proses pembuatan diantaranya :

1. Batch Kettle Process2. Fat Splitting3. Fatty Acid Neutralization4. Glycerine Recovery Process

Batch Kettle ProcessProses ini terdiri dari operasi berikut: (a) Menerima dan penyimpanan bahan baku(b) Perbaikan lemak dan pemutihan(c) Pendidihan sabun

Sumber air limbah utama, seperti yang ditunjukkan pada proses aliran diagram (Gambar. 2), adalah washouts baik penyimpanan dan kembali fi ning tank, serta dari kebocoran dan tumpahan dari lemak dan minyak di sekitar tangki tersebut. Aliran ini biasanya skim untuk pemulihan lemak sebelum dibuang ke saluran pembuangan.Lemak refining dan pemutihan operasi dilakukan untuk menghilangkan kotoran yang akan menyebabkan warna dan bau pada sabun fi jadi. Air limbah dari sumber ini memiliki konsentrasi tinggi sabun, bahan kimia pengolahan, kotoran lemak, emulsi lemak fi kasi, dan larutan asam sulfat asam lemak. Dimana steam digunakan untuk pemanasan, kondensat mungkin mengandung asam lemak rendah berat molekul, yang sangat harum, sebagian bahan larut. Proses sabun didih menghasilkan dua aliran limbah terkonsentrasi: lyes saluran pembuangan yang dihasilkan dari reklamasi sabun memo dan air garam dari pengolahan Nigre. Kedua limbah ini volume rendah, pH tinggi, dengan nilai BOD hingga 45.000 mg / L.Kedua limbah ini bervolume rendah, pH tinggi, dengan nilai BOD hingga 45.000 mg / L. Sabun pembuatan dengan proses netralisasi adalah proses dua langkah:lemak + air -> asam lemak + gliserin (fat splitting) (B)asam lemak + kaustik -> sabun (asam lemak netralisasi) (c)

Fat Splitting Pembuatan asam lemak dari lemak yang disebut

pemisahan lemak (b), dan proses aliran diagram ditunjukkan pada Gambar. 3. washouts dari penyimpanan, transfer, dan tahap pretreatment adalah sama dengan mereka untuk proses (A). Proses kondensat dan kondensat barometric dari pemisahan lemak akan terkontaminasi dengan asam lemak dan gliserin sungai, yang menetap dan skim untuk memulihkan asam lemak tidak larut yang diproses untuk dijual. Air biasanya akan beredar melalui menara pendingin dan digunakan kembali. Pembersihan Sesekali bagian dari aliran ini untuk rilis selokan tinggi konsentrasi BOD dan beberapa lemak dan minyak.

Proses, yang memecah emulsi. Air limbah ini dinetralkan dan dikirim ke saluran pembuangan. itu akan mengandung garam dari garam logam netralisasi, seng dan alkali tanah dari pemisahan lemak katalis, dan asam lemak fi kasi emulsi dan asam lemak polimer.

Fatty Acid NeutralizationPembuatan sabun dengan metode ini merupakan proses

yang lebih cepat daripada proses batch kettle dan menghasilkan air limbah yang lebih sedikit (Gbr. 4). Karena lebih cepat, sederhana, dan bersih dari proses batch kettle, maka proses ini paling banyak digunakan oleh para produsen sabun.

Pada prosesnya, natrium karbonat digunakan di tempat kaustik. Ketika cairan sabun (di suhu kamar) yang diinginkan, sabun kalium lebih mudah larut yang dibuat dengan menggantikan kalium hidroksida untuk natrium hidroksida. Proses ini relatif sederhana dan kemurnian yang didapat cukup tinggi karena bahan mentah yang dikonversi ke sabun pada dasarnya tidak menghasilkan produk sampingan. Kebocoran, tumpahan, dan washouts juga tidak hadir. Hanya ada satu jenis limbah yang dihasilkan yaitu keluaran pada selokan yang mengandung kelebihan soda kaustik, garam, serta beberapa kotoran dan kertas yang tidak tersaring pada saringan.

Glycerine Recovery ProcessSebuah proses flow diagram untuk proses pemulihan gliserin menggunakan produk sampingan gliserin dari batch kettle (A) dan fat splitting(B). Proses ini terdiri dari tiga langkah (Gambar 5.): (A) pretreatment untuk menghilangkan kotoran, (b) konsentrasi gliserin oleh penguapan, dan (C) distilasi ke produk akhir dari kemurnian 98%.Ada tiga air limbah yang dihasilkan dari proses ini: dua barometrik kondensat, salah satu dari penguapan dan satu dari distilasi, ditambah endapan gliserin atau gliserin yang masih tersisa dibawah. Kontaminan dari kondensat pada dasarnya gliserin dengan sedikit garam. Organik-organik yang terkandung dalam limbah berperan dalam pengukuran BOD, COD (chemical oxygen demand), dan padatan terlarut. Natrium klorida juga akan berkontribusi terhadap padatan terlarut. Sedikit atau tidak ada padatan tersuspensi, minyak, dan lemak atau pH efek harus dilihat.Gliserin juga dapat dimurnikan dengan menggunakan resin pertukaran ion untuk menghilangkan sodium garam klorida, diikuti oleh penguapan air. Proses ini menempatkan garam tambahan ke dalam air limbah namun hasil yang didapat akan mengandung sedikit kontaminan organik.

Karakteristik Air LimbahMenurut sebuah studi oleh USEPA, yang menyajikan

perkiraan industri, volume keluaran dari manufaktur sabun dan deterjen per unit produksi berkisar 0,3-2,8 gal / lb (2,5-23,4 L / kg) produk. Rentang konsentrasi yang dilaporkan (Mg / L) untuk BOD, padatan tersuspensi, COD, dan lemak secara berturut-turut adalah 500-1200, 400-2100, 400-1800, dan sekitar 300. Data ini didasarkan pada studi literatur dan pengalaman organisasi lapangan pemerintah dan swasta. Nilai-nilai merupakan operasi pabrik. Kisaran untuk aliran dan parameter lain umumnya merupakan variasi dalam tingkat teknologi tanaman atau variasi dalam flow parameter dan kualitas dari subproses yang berbeda. Semakin maju dan modern tingkat teknologi produksi maka semakin kecil volume air limbah per unit produk. Pedoman federal untuk program pretreatment negara bagian dan lokal melaporkan baku mutu karakteristik air limbah (Tabel 1) dalam mg / L konsentrasi berdasarkan pada produksi sebanyak 1 ton produk yang merupakan subkategori dari industri.

Dampak Limbah Industri Sabun Dan Detergen Terhadap Lingkungan

Penggunaan fosfat sebagai builder dapat menjadi salah satu penyebab proses eutrofikasi (pengkayaan unsur hara yang berlebihan) pada sungai/danau yang ditandai oleh ledakan pertumbuhan algae dan eceng gondok menyebabkan terjadinya pendangkalan sungai.

Deterjen dalam badan air dapat merusak insang dan organ pernafasan ikan yang mengakibatkan toleransi ikan terhadap badan air yang kandungan oksigennya rendah menjadi menurun.

Apabila sungai menjadi tempat pembuangan limbah yang mengandung bahan organik, sebagian besar oksigen terlarut digunakan bakteri aerob untuk mengoksidasi karbon dan nitrogen dalam bahan organik menjadi karbondioksida dan air. Sehingga kadar oksigen terlarut akan berkurang dengan cepat dan akibatnya hewan-hewan seperti ikan, udang dan kerang akan mati. 

Keberadaan busa-busa di permukaan air juga menjadi salah satu penyebab kontak udara dan air terbatas sehingga menurunkan oksigen terlarut. Dengan demikian akan menyebabkan organisme air kekurangan oksigen dan dapat menyebabkan kematian 

Wastewater Treatment Methods

Terdapat beberapa metode dalam proses penanganan atau pengolahan limbah yang dihasilkan oleh industri sabun dan deterjen, diantaranya adalah :

1. Flotasi atau pemisahan busa2. Adsorbsi karbon aktif3. Koagulasi/flokulasi/settling/flotasi4. Pertukaran Ion5. Pengolahan secara biologis

Flotasi atau Pemisahan Busa

Salah satu aplikasi utama vakum dan tekanan (udara) flotasi dalam komersial instalasi dengan limbah koloid dari sabun dan deterjen pabrik [20,40-42]. Air limbah dari produksi sabun dikumpulkan dalam perangkap pada menggelapkan tank, dengan pemulihan selanjutnya terapung asam lemak. Pemisahan busa atau fraksinasi [40,41,43-45] dapat digunakan untuk keuntungan ekstra: tidak hanya melakukan surfaktan berkumpul pada antarmuka udara / cairan, namun bahan koloid lain dan terionisasi senyawa yang membentuk kompleks dengan surfaktan cenderung juga terkonsentrasi dengan metode ini.Keuntungan dari proses adalah kondisi aerobik dikembangkan, yang cenderung untuk menstabilkan lumpur dan skimmings sehingga mereka cenderung untuk mengubah septik. Namun, pembuangan berarti untuk formasi dapat menjadi masalah serius dalam penggunaan ini. Telah dilaporkan bahwa pemisahan busa telah mampu menghilangkan 70-80% dari deterjen sintetik, di berbagai biaya. Gibbs [17] melaporkan keberhasilan penggunaan mendefinisikan gelembung flotation dan 40 mm penahanan dalam pengolahan limbah pembuatan sabun, di mana skim sludge secara berkala kembali ke pabrik sabun untuk daur ulang. Menurut Wang[47-49], udara terlarut proses flotasi baik secara teknis dan ekonomis layak untuk digunakan sebagaipenghapusan deterjen dan sabun (yaitu, surfaktan) dari air.

Adsorbsi Karbon AktifKoloid dan bahan organik terlarut dapat dihapus dari

solusi melalui adsorpsi ke karbon aktif granular atau bubuk, seperti surfaktan keras sangat mengganggu. Zat tahan api tahan terhadap biodegradasi, seperti ABS, yang sulit atau tidak mungkin untuk dihapus secara biologis konvensional, sehingga mereka sering dihapus oleh adsorbsi karbon aktif. Aplikasi karbon aktif dibuat baik dalam kontak campuran-batch tangki dengan pengendapan berikutnya atau infiltrasi, atau aliran-melalui GAC kolom atau tempat tidur kontak. Karena merupakan proses yang mahal, adsorpsi digunakan sebagai langkah polishing limbah dengan perlakuan effluents. Namun demikian, menurut Koziorowski dan Kucharski [22] banyak hasil yang lebih baik dari penghapusan surfaktan telah dicapai dengan adsorpsi dari koagulasi / menetap. Wang [50-52] digunakan baik karbon aktif bubuk (PAC) dan koagulasi / settling / DAF untuk menghilangkan sukses surfaktan.

Koagulasi/Flokulasi/Settling/FlotasiProses koagulasi / flokulasi / settling / flotasi ditemukan dipengaruhi oleh adanya surfaktan dalam air baku atau air limbah. Gangguan tersebut adalah diamati untuk kedua tawas dan sulfat besi koagulan, tetapi penggunaan polimer organik occulants fl tertentu ditunjukkan untuk mengatasi masalah ini. Namun, koagulasi kimia dan flocculation untuk menetap mungkin tidak terbukti sangat efisien untuk air limbah tersebut. Limbah mengandung minyak emulsi dapat di klarifikasi oleh koagulasi.Selain garam seperti CaCl2, koagulan pilihan untuk sabun dan deterjen manufaktur air limbah. Juga, kapur atau kalsium lainnya bahan kimia telah digunakan dalam pengolahan seperti limbah sabun konstituen yang diendapkan sebagai sabun kalsium larut cukup memuaskan flocculating ("kekerasan" sisik) dan sifat menetap. Pengobatan dengan CaCl2 dapat digunakan untuk menghapus hampir semua lemak dan padatan tersuspensi dan bagian utama dari Direksi ditangguhkan. Menggunakan karbon dioksida (karbonasi) sebagai pengendap tambahan mengurangi jumlah kalsium klorida yang diperlukan dan meningkatkan perawatan efisiensi. Lumpur dari perlakuan CaCl2 dapat dihapus baik oleh sedimentasi atau udara terlarut flotation. Untuk pemantauan dan kontrol koagulasi kimia, flocculation, sedimentasi dan flotation proses, banyak prosedur analitis dan prosedur pengujian telah dikembangkan.

Pertukaran IonPolutan organik dapat dihilangkan dengan resin pertukaran ion.

Pertukaran ion dapat digunakan untuk memurnikan gliserin untuk produk final dari kimia gliserin murni dan mengurangi kerugian untuk limbah, tetapi konsentrasi padatan terlarut diionisasi atau garam (ash) sebagian besar berdampak pada biaya operasional secara keseluruhan secara ekonomi. Air mengandung bawah 1,5% abu, pertukaran ion lurus menggunakan kation dan anion dicampur tidur dapat digunakan, sedangkan untuk persentase yang lebih tinggi dari padatan terlarut, secara ekonomi layak untuk mengikuti ion exchange dengan sistem ion-pengecualian. Misalnya, aliran limbah yang mengandung 0,2-0,5% abu dan 3-5% gliserin dapat diolah secara ekonomis dengan pertukaran ion lurus, sedangkan limbah aliran yang mengandung 5-10% abu dan 3-5% gliserin harus diperlakukan oleh gabungan pertukaran ion dan ion-pengecualian proses.

Pengolahan Secara BiologisMengenai kerusakan biologis, seperti yang disebutkan sebelumnya, surfaktan diketahui menyebabkan masalah besar karena berbusa dan toksisitas di pabrik pengolahan kota. Itu perilaku zat ini tergantung pada jenis mereka, yaitu, anionik dan nonionik deterjen meningkatkan jumlah lumpur aktif, sedangkan deterjen kationik menguranginya, dan juga berbagai senyawa terurai pada tingkat yang berbeda. Proses lumpur aktif layak untuk pengobatan industri deterjen sabun dan limbah tetapi, secara umum, tidak memuaskan seperti menetes tapis. Gejolak dalam tangki aerasi menginduksi buih terjadi, dan juga Kehadiran sabun dan deterjen mengurangi ef penyerapan fi siensi dari gelembung udara ke cairan aerasi dengan meningkatkan perlawanan dari fi lm cair. Di sisi lain, air limbah produksi deterjen telah diperlakukan dengan cukup sukses di fi xed- fi lm unit proses seperti menetes tapis [2]. Juga, proses seperti laguna, oksidasi atau stabilisasi kolam, dan laguna aerasi semuanya telah berhasil digunakan dalam mengobati sabun dan deterjen manufaktur air limbah. Akhirnya, Vath menunjukkan bahwa kedua anionik linier dan nonionik teretoksilasi menjalani degradasi, seperti yang ditunjukkan oleh hilangnya Sifat surfaktan, di bawah anaerobik. Wang et al.telah mengembangkan proses biologis yang inovatif dan sequencing reaktor batch (SBR) secara spesifik untuk menghilangkan senyawa organik volatil (VOC) dan surfaktan. Prosedur terkait analitis tersedia untuk proses monitoring dan control yang tersedia dalam literatur.

Terimakasih