UTILITAS DAN PENGOLAHAN LIMBAH
IV.1. Unit Penyediaan Air
IV.1.1.1 Lime Softening Unit ( Unit Pelunakan Air )
Tugas utama dari lime softening unit adalah mengolah hard water dari tangki TK 951 menjadi soft water dengan penambahan larutan kapur, tawas dan polielektrolit dalam dua buah circulator clarifier yang berkapasitas masing-masing 150 m3/jam.
Mula-mula air baku dari sungai Gunung Sari maupun Babat dipompa ke tangki TK-951 dan TK-1103, dari TK 951 dipompa dengan P 2201 ABC dan tangki TK1103 dipompa dengan P-2204 masuk kedalam circulator clarifier R 2210/2220 yang bagian bawah dilengkapi nozzle untuk
mengeluarkan sludge yang terbentuk, kemudian diaduk sambil diinjeksikan bahan-bahan kimia berikut :
Kapur (Ca(OH)2) ,digunakan untuk menyingkirkan kesadahan air.
Tawas (Al2(SO4)3) atau polielektrolit, berfungsi sebagai koagulan (zat yang dapat digunakan untuk menggumpalkan).
Mekanisme kerja dari penambahan Ca(OH)2 yang digunakan untuk mengurangi kesadahan air. Dalam proses ini, ion Calsium dalam air disingkirkan sebagai CaCO3 sedang ion Magnesium sebagai Mg(OH)2.
Reaksinya :
Ca(OH)2 + Ca(HCO3)2 2CaCO3 + 2H2O
2Ca(OH)2 + Mg(HCO3)2 2CaCO3 + Mg(OH)2 + 2H2O
Mekanisme reaksi dari penambahan tawas (Al2(SO4)3 adalah sebagai berikut :
Al2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 2Al(OH)3 + 3CaSO4 + 6CO2
Tawas merupakan bahan penggumpal yang paling praktis karena harganya relatif murah, tetapi sebaliknya dengan adanya ion sulfat SO42- dapat menimbulkan kesadahan tetap. Karena itu jumlah penggunaannya harus diamati dengan teliti.
Polielektrolit juga dapat digunakan sebagai larutan pengencer. Bahan-bahan lain yang sering digunakan adalah Coppeas (FeSO4.7H2O), Feri Sulfat (Fe2(SO4)3), Feri Clorida (FeCl3.) dan Soda (Na2CO3). Mekanisme reaksinya adalah sebagai berikut :
Na2CO3 + Ca(HCO3)2 CaCO3 + Na2(HCO3)2
Kemudian Sludge yang terbentuk diendapkan secara gravitasi sambil diaduk dengan putaran rendah. Sludge atau lumpur yang terbentuk akan di blow-down melalui nozel yang terdapat pada circulator clarifier, sedangkan air keluar dari bagian atas. Air keluar dari clarifier ini mempunyai karakteristik sebagai berikut:
pH : 7
Kadar Cl2 : 0,1 ppm
Selanjutnya air diumpankan ke dalam filter F-2210/2280. Di dalam filter, air yang masih mengandung partikel-partikel kotoran yang halus disaring, filter ini berisi pasir silika dilengkapi syphoon bertekanan vacuum yang berfungsi meningkatkan flow fitrat. Untuk membersihkan, filter ini di backwash dengan udara kompresor C-2202 AB untuk first back wash selama 5 menit dan pompa P-2202 AB untuk second back wash selama 15 menit. Udara dan air dihembuskan dari bagian bawah filter sehingga kotoran yang menutupi filter akan overflow ke saluran pembuangan. Air produk unit pengolahan ini sebagian ditampung di water storage TK-10 untuk dialirkan ke demint plant II dan sebagian ditampung ke water storage TK -1201 untuk alirkan ke pengolahan drinking water dan demin plant I.
Gambar 4.1 Lime Softening Unit (Panduan Operasi Utilitas II, 2010) Keterangan :
1. C-2202 AB : Kompresor 2. F-2210/2280 : Filter
3. P- 2201 ABC : Clarified Water Pumps 4. P- 2202 AB : Second Back Wash Pumps 5. P- 2203 ABC : (Ca(OH)2) Pumps
6. P-2204 : Clarified Water Pumps 7. P-2205 ABC : Polielektrolit Pumps 8. P-2206 ABC : Soft Water Pumps
9. R-2201 : Tangki Soft Water 10. R- 2210/2220 : Circulator Clarifier 11. TK-10 : Water Storage
12. TK-951 : Tangki Clarified Water (Babat) 13. TK-1103 : Tangki Clarified Water (Gunung Sari) 14. TK- 1201 : Water Storage
15. TK-2203 A/B : Tangki (Ca(OH)2) 16. TK-2202 A/B : Tangki Polielektrolit
Tabel 4.1. Spesifikasi Soft water
Parameter Soft Water
pH 9-10 Total kesadahan(ppm) 80 Residual Chlorine(ppm) 0,01 Kesadahan Ca (CaCO3) (ppm) 40 Kekeruhan (ppm) 2,8 Debit (m3/jam) 3000 Besi (Fe) (ppm) 0
(Panduan Operasi Utilitas II, 2013) IV.1.1.2 Demineralisasi Water Unit
Soft water dari TK-10 belum memenuhi syarat untuk dijadikan air proses dan air umpan boiler. Oleh karena itu, harus dilakukan pengolahan dalam demin plant agar diperoleh syarat-syarat sebagai air proses. Pengolahan yang harus dilakukan adalah penghilangan minera-mineral yang terkandung di dalam air, seperti Ca2+, Mg2+, Na+, HCO3-, SO42-, Cl- dan lain-lain, dengan menggunakan resin. Air yang diperoleh adalah air bebas mineral yang akan diproses lebih lanjut menjadi air proses. Proses ini dilakukan di unit demineralisasi air.
Air dari tangki TK-1201 dipompa dengan pompa P-1203 ABC dengan kapasitas masing-masing 65 m3/jam ke carbon filter F 1202 A/B/C/D. Hasil
saringan ini masuk ke cation exchanger D 1208 A/B/C/D lewat nozzle dan terjadi reaksi berikut :
RH2 + CaCl2 RCa + 2HCl RH2 + MgCl2 RMg + 2HCl RH2 + 2NaCl RNa2 + 2HCl
Resin akan jenuh setelah bekerja lebih kurang 36 jam yang ditunjukkan dengan kenaikan konduktivitas anion, Na+, penurunan FMA (Free Mineral Acid), kenaikan pH dan serta TH (Total Hardness) lebih besar 10.
Free mineral acid (FMA) ini merupakan indikator kejenuhan resin. Apabila kadar FMA lebih kecil dari kadar tertentu maka dilakukan regenerasi dengan larutan asam sulfat 2 persen selama 22 menit lalu larutan asam sulfat 4 persen selama 23 menit. Tujuan regenerasi yang bertahap adalah untuk penghematan larutan asam sulfat.
Reaksi yang terjadi selama regenerasi resin adalah : RCa + H2SO4 RH2 + CaSO4
RMg + H2SO4 RH2 + MgSO4
RNa2 + H2SO4 RH2 + Na2SO4
Setelah keluar dari cation exchanger lalu air masuk ke degasifier D-1221 untuk menghilangkan gas CO2 dan O2 karena gas-gas tersebut dapat mempercepat kejenuhan resin anion exchanger. Air masuk lewat bagian atas degasifier dan udara dari bagian bawah alat dengan bantuan blower C-1243.
Dari bagian bawah alat degasifier, air dipompa dengan pompa P-1241 ABC ke anion exchanger D-1209 ABCD melalui nozzle sehingga terjadi reaksi :
R(OH)2 + H2SO4 RSO4 + 2H2O R(OH)2 + 2HCl RCl2 + 2H2O R(OH)2 + H2CO3 RCO3 + 2H2O
optimum tanpa merusak resin, sebab bila suhu di bawah 50oC kecepatan regenerasi kurang dan bila lebih dari 50oC akan merusak resin.
Reaksi-reaksi yang terjadi pada proses regenerasi adalah sebagai berikut : RSO4 + 2NaOH R(OH)2 + Na2SO4
RCl2 + 2NaOH R(OH)2 + 2NaCl RCO3 + 2NaOH R(OH)2 + Na2CO3
Keluar dari anion exchanger, air akan masuk ke mixed bed exchanger D-1210 ABCD untuk memperkecil kemungkinan lolosnya ion–ion yang tidak tersaring di cation maupun anion exchanger.
Gambar 4.2. Demineralisasi Water (Panduan Operasi Utilitas II, 2010)
Keterangan :
1. C 1243 : Blower
2. D 1208 A/B/C/D : Cation Exchanger 3. D-1209 ABCD : Anion Exchanger
4. D-1210 ABCD : Mixed Bed Exchanger 5. D 1221 : Degasifier
6. F 1202 A/B/C/D : Carbon Filter
7. P-1203 ABC : Water Storage Pumps 8. P-1241 ABC : Water Pumps
9. P-1213 CD : Pumps to Demin Plant II 10. TK-1201 : Water Storage
11. TK-1206 : Demin Water I
Tabel 4.2. Spesifikasi Demin Water
Paramater Demin Water
pH 7 Total kesadahan (ppm) 0 Residual Chlorine(ppm) 0,02 Kesadahan Ca (CaCO3) (ppm) 0 Kekeruhan (ppm) 1,6 Besi (Fe) (ppm) 0
(Panduan Operasi Utilitas II, 2013) III.1.1.3 Penyediaan Air Pendingin (Cooling Water)
Sistem air pendingin ini merupakan sistem sirkulasi air panas yang telah digunakan untuk pendinginan peralatan atau exchanger di pabrik, kemudian didinginkan dalam menara pendingin (cooling tower).
Air pendingin harus mempunyai sifat-sifat yang tidak korosif, tidak menimbulkan kerak dan tidak mengandung mikroorganisme yang dapat menimbulkan lumut.
Untuk mempertahankan kondisi air agar seperti yang diinginkan, maka ke dalam air pendingin diinjeksikan bahan-bahan kimia sebagai berikut:
Klorine untuk membunuh mikroorganisme.
CaOPO4 untuk mencegah terjadinya penggumpalan.
Asam sulfat untuk mengatur keasaman.
temperatur 30oC dikirim ke power generation dengan pompa untuk mendinginkan mesin-mesin di power generation. Setelah itu air kembali ke menara pendingin lewat atas dengan suhu 43oC dan jatuh kembali ke basin melalui distributor splashing cup atau cawan pemercik hingga suhu 30oC.
Pendinginan dilakukan dengan udara yang dihembuskan dari bawah menara dengan bantuan fan di bagian atas. Pada proses ini terjadi kehilangan air karena penguapan, drift (bintik air yang terbawa keluar menara oleh udara) dan blowdown. Blowdown dilakukan bila jumlah padatan total lebih besar daripada 1000 ppm, akumulasi silika lebih besar daripada 160 ppm dan pH yang terlalu rendah. Untuk mengganti kehilangan air tersebut maka ditambahkan air make up sebesar 179 m3/jam. Didalam air pendingin diberi bahan-bahan kimia, seperti H2SO4 yang berfungsi untuk mengatur pH sehingga air memenuhi syarat untuk proses.