1.2.128 Pre Treatment adalah proses pengolahan air tahap awal, di
mana air sungai yang tingkat kekeruhannya (turbidity) masih tinggi diproses menjadi air jernih. Air olahan dari Pre Treatment disebut air
service.
1.2.129Berikut Flow Diagram Pre-Treatment di PLTGU Tanjung Batu: 1.2.130
JURUSAN TEKNIK KIMIA
PT. PLN (PERSERO) WIL. KALTIMRA SEKTOR PEMBANGKITAN MAHAKAM PLTGU Tanjung Batu
Tugas Umum
31
1.2.131
1.2.132
1.2.133Gambar 2.3 Flow Diagram Pre-Treatment PLTGU Tanjung Batu
1.2.134
1.2.135 Air sungai Mahakam sebagai intake di PLTGU Tanjung Batu di filter oleh Bar Screen atau bangunan penangkap air untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang hanyut bersama air sungai. Bangunan penangkap air terdiri dari 3 bagian yaitu :
a. Pintu air yang dilengkapi dengan saringan besar untuk menghambat kotoran-kotoran besar seperti kayu-kayu hanyut yang berukuran besar.
JURUSAN TEKNIK KIMIA
PT. PLN (PERSERO) WIL. KALTIMRA SEKTOR PEMBANGKITAN MAHAKAM PLTGU Tanjung Batu
Tugas Umum
32
Pintu air ini terletak pada pinggir sungai, yang kerapatan saringannya kurang lebih 10 cm x 100 cm, luas 10 m x 2,5 m.
b. Penyaring sedang sebagai penangkap kotoran – kotoran yang agak besar yang lolos dari saringan besar.
c. Strainer merupakan penyaring yang ada pada pompa.
1.2.136 Air sungai yang sudah bebas dari kotoran dipompakan menuju Reactivator Clarifier. Pompa air sungai terdiri dari 2 jenis pompa, yaitu :
a. 2 unit pompa otomatis : Pompa ini bekerja secara otomatis pada level air aman atau level air tidak rendah.
b. Pompa emergency : Pompa ini dioperasikan jika pompa otomatis rusak atau level air sungai berada pada low level.
1.2.137 Sebelum masuk ke unit Reactivator Clarifier dilakukan
penambahan Alumunium Sulfat pada air di dalam pipa, hal ini dilakukan
agar Alumunium Sulfat bereaksi terlebih dahulu dengan kotoran dari air sungai sebelum bereaksi dengan Polyelectrolyte. Reaksi Alumunium Sulfat dalam air adalah sebagai berikut :
1.2.138 Al2(SO4
)3 . 18 H2O + 6 H2O → 2Al(OH)3 + 3H2SO4 +18 H2O …... (1)
1.2.139 H2SO4 yang dihasilkan dari penambahan Alumunium Sulfat akan menyebabkan air bersifat asam, oleh karena itu selain Alumunium Sulfat diinjeksikan pula Lime pada air di dalam pipa untuk mengoptimalkan nilai pH agar reaksi kimia pada proses berjalan dengan baik. Injeksi Lime dilakukan apabila pH air berada pada <7.
1.2.140 Penambahan Lime juga dilakukan pada Reactivator
Clarifier. Selain untuk menetralkan pH, Lime juga dapat digunakan untuk
melunakkan air sadah. Karena air sadah mengandung ion-ion Ca2+ dan Mg2+ yang dapat membentuk endapan berupa kerak yang akan menempel pada mesin-mesin. Untuk itulah ditambah Lime agar membentuk endapan kapur dan magnesium :
1.2.141 Ca(HC
O3)2 + Ca(OH)2 → 2CaCO3 ↓ + 2H2O ……(2)
1.2.142 Mg(HC
O3)2 + Ca(OH)2 → MgCO3 ↓ + CaCO3 + 2H2O ……(3)
JURUSAN TEKNIK KIMIA
PT. PLN (PERSERO) WIL. KALTIMRA SEKTOR PEMBANGKITAN MAHAKAM PLTGU Tanjung Batu
Tugas Umum
33
1.2.143 Pada Reactivator Clarifier ditambahkan pula Polyelectrolyte. Polyelectrolyte ditambahkan untuk membantu koagulan
yang bertindak untuk menjembatani bergabungnya pratikel dan gumpalan yang sudah terbentuk menjadi pratikel-partikel yang berukuran lebih besar (Flok) sehingga dapat mengendap dengan sendirinya (karena gravitsai), proses flokulasi dilakukan dengan cara pengadukan lambat (Slow Mixing).
1.2.144 Air bersih hasil klarifikasi dialirkan ke Break Tank sebagai tempat penampungan sementara.
1.2.145 Dari Break Tank air dipompa dengan Clarified Water
Pump menuju Dual Media Filter untuk disaring kembali. Bagian isian Dual Media Filter adalah :
a. Bagian bawah : Bagian ini berisi pasir besar yang memiliki ukuran 8 – 16 mesh sebanyak 300 liter.
b. Bagian tengah : Bagian ini berisi pasir yang memiliki ukuran 14 – 25 mesh sebanyak 1900 liter.
c. Bagian atas : Pada bagian ini berisi arang antrachite sebanyak 1100 liter.
1.2.146 Partikel tersuspensi yang ada pada air akan terkumpul di
Dual Media Filter akibat proses filtrasi. Terbentuknya padatan dalam
filter secara berahap akan menyebabkan media filter tersumbat sehingga meningkatkan differential pressure dan dalam jangka waktu tertentu akan menyebabkan berkurangnya kecepatan aliran. Oleh karena itu perlu dilakukan backwash secara berkala untuk menghilangkan padatan yang terakumulasi. Backwash pada Dual Media Filter di PLTGU Tanjung Batu biasanya dilakukan saat differential pressure pada alat menunjukkan tekanan sebesar 0.4 bar.
1.2.147Proses backwash dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Dwell
1.2.148 Dwell dilakukan selama 1 menit, yaitu mendiamkan isi vessel sebelum proses Backwash.
JURUSAN TEKNIK KIMIA
PT. PLN (PERSERO) WIL. KALTIMRA SEKTOR PEMBANGKITAN MAHAKAM PLTGU Tanjung Batu
Tugas Umum
34
2. Drain Down
1.2.149 Drain down dilakukan selama 3,15 menit/189 detik, yaitu
proses pengeluran air sisa produksi dari dalam vessel. 3. Air Scour
1.2.150 Air Scour merupakan proses pengadukan isi vessel
menggunakan udara agar padatan yang menyumbat di filter dapat terpisah dari media filter. Proses ini dilakukan selama 10 menit.
1.2.151 1.2.152 4. Dwell
1.2.153 Isi vessel didiamkan kembali selama 1 menit agar media filter kembali ketempatnya semula setelah proses pengadukan oleh udara.
5. Backwash
1.2.154 Mengalirkan air dari bawah keatas dengan filter
backwash pump selama 8 menit agar kotoran pada filter dapat keluar.
6. Dwell
1.2.155 Isi vessel didiamkan kembali selama 1 menit agar media filter kembali ketempatnya semula setelah proses backwash.
7. Refill
1.2.156 Pengisian ulang tangki Dual Media Filter dengan air
service.
8. Rinse
1.2.157 Air diumpankan masuk dari atas vessel untuk menghilangkan sisa-sisa kotoran yang tertinggal dipermukaan, dinding ataupun di dasar vessel, kemudian kotoran tersebut dibuang keluar bersama air bilasan. Rinse dilakukan selama 4,4 menit.
1.2.158Air yang telah difilter disebut dengan Service Water yang
dialirkan menuju Service Water Storage Tank sebagai tempat penampungan air yang telah melalui proses Pre-Treatment.
2. Demineralisasi
1.2.159Untuk menghasilkan air dengan kemurnian yang tinggi dilakukanlah proses Demineralisasi. Air ini sering disebut dengan air demin. Di PLTGU Tanjung Batu, air demin ini digunakan sebagai air umpan untuk boiler. Demineralisasi berfungsi untuk membebaskan air dari unsur-unsur silika, sulfat, chloride (klorida) dan karbonat dengan
JURUSAN TEKNIK KIMIA
PT. PLN (PERSERO) WIL. KALTIMRA SEKTOR PEMBANGKITAN MAHAKAM PLTGU Tanjung Batu
Tugas Umum
35
menggunakan resin. Berikut Flow Diagram dari proses Demineralisasi di PLTGU Tanjung Batu :
1.2.160
1.2.161Gambar 2.4 Flow Diagram Demineralisasi PLTGU Tanjung Batu
1.2.162 Air Service dari Service Water Storage Tank di pompa oleh Demin Feed Pump menuju Activated Carbon Filters. Di dalam Activated Carbon Filters air service kembali di filter dengan bahan karbon seperti arang aktif, air yang keluar dari unit ini memiliki konduktifitas yang lebih rendah dari pada sebelummnya, memiliki kadar turbiditi yang lebih rendah dan menghilangkan bau pada air. Dari Activated Carbon Filter air dialirkan menuju Cation Units. Cation Unit bertujuan untuk menghilangkan unsur-unsur logam yang berupa ion-ion positif yang terdapat dalam air seperti Ca2+, Mg2+, dan Na+ ditukar dengan ion H+ yang dimiliki resin sehingga kation-kation tersebut terikat dengan
JURUSAN TEKNIK KIMIA
PT. PLN (PERSERO) WIL. KALTIMRA SEKTOR PEMBANGKITAN MAHAKAM PLTGU Tanjung Batu
Tugas Umum
36
resin dan air yang keluar hanya mengandung ion H+. Reaksi – reaksi yang dapat terjadi di Cation Units sebagai berikut :
1.2.163 CaSO4 + -C-SO3-H+ ↔ -C-SO3Ca2+ + H2SO4 ……(4) 1.2.164 MgCl + -C-SO3-H+ ↔ -C-SO3 Mg2+ + HCl ……(5) 1.2.165 NaHCO 3 + -C-SO3-H+ ↔ -C-SO3 Na+ + H2CO3 ……(6) 1.2.166 Selanjutnya air yang sudah bebas dari ion-ion positif dialirkan menuju Anion Units. Pada Anion Units terjadi pengikatan ion-ion negatif oleh resin, anion-ion-anion-ion tersebut seperti SO42-, Cl-, dan CO3
2-ditukar dengan anion OH- yang dimiliki resin sehingga air yang keluar dari unit ini hanya memiliki anion OH-. Reaksi – reaksi yang terjadi di Anion Units sebagai berikut :
1.2.167 HCl + CH2N(CH3)3-OH- ↔ C-NH4-Cl- + H2O ……(7) 1.2.168 H2SO4 + CH2N(CH3)3-OH- ↔ C-NH4-SO42- + H2O ……(8) 1.2.169 H2CO3+ CH2N(CH3)3-OH- ↔ C-NH4-CO32- + H2O ……(9) 1.2.170 H2SiO3 + CH2N(CH3)3-OH- ↔ C-NH4-SiO3- + H2O …..(10) 1.2.171 Reaksi-reaksi diatas menghasilkan air murni yang hanya mengandung unsur H2O, oleh karena itu air demin selalu bersifat netral.
1.2.172 Selanjutnya air outlet Anion Units masuk ke Mix Bed Units, unit ini merupakan gabungan dari unit kation dan unit anion. Bagian atas unit ini adalah unit anion dan bagian bawah unit ini adalah unit kation. Mix Bed Units ini berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa logam atau asam dari proses sebelumnya, sehingga diharapkan air yang keluar dari Mix Bed Units memiliki tingkat kemurnian yang cukup tinggi. 1.2.173 Air yang bebas mineral tersebut atau disebut air demin dimasukkan ke Demin Water Storage Tank yang selanjutnya digunakan sebagai air umpan boiler.
1.2.174Standar dari Demin Water adalah sebagai berikut : 1.2.175 Tabel. 2.3 Demin Water
JURUSAN TEKNIK KIMIA
PT. PLN (PERSERO) WIL. KALTIMRA SEKTOR PEMBANGKITAN MAHAKAM PLTGU Tanjung Batu
Tugas Umum
37
1.2.176 Demin Water Analysis
1.2.177 Appearance 1.2.178 Clear and colourless 1.2.179 Total iron (as Fe)
(ppm)
1.2.180 0.01 max 1.2.181 Total copper (ac
Cu) (ppm)
1.2.182 0.003 max 1.2.183 Oil and grease
(ppm)
1.2.184 0.1 max 1.2.185 Hardness 1.2.186 Not detectable 1.2.187 Carbonates 1.2.188 Not detectable 1.2.189 Bicarbonates 1.2.190 Not detectable 1.2.191 Conductivity
(µS/cm)
1.2.192 0.2 max @ 25°C 1.2.193 Silica (as SiO2)
(ppm)
1.2.194 0.02 max 1.2.195 TDS (ppm) 1.2.196 0.1 max 1.2.197 Sumber : Operation & Maintenance Instruction Samarinda CCPP, 1995
1.2.198Sampai bulan Februari 2016 produksi Demin Water adalah 200-300 m3/bulan.
1.2.199 Unit anion, kation, dan mix bed dapat mengalami kejenuhan yaitu kondisi dimana resin-resin yang berada didalam unit sudah penuh mengikat ion-ion positif dan negatif sehingga tidak mampu lagi untuk mengikat ion-ion positif dan negatif yang berada pada air service.
1.2.200 Untuk menghindari hal tersebut dilakukanlah regenerasi agar ion-ion positif maupun negatif yang terikat pada resin terlepas sehingga resin dapat digunakan kembali untuk mengikat ion-ion yang ada pada air service.
1.2.201 Regenerasi di Water Treatment Plant PLTGU Tanjung Batu dilakukan setiap produksi air demin telah mencapai volume 180 m3. 1.2.202Proses regenerasi unit anion dan kation dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut :
1. Dwell : mendiamkan isi tangki selama 1 menit.
JURUSAN TEKNIK KIMIA
PT. PLN (PERSERO) WIL. KALTIMRA SEKTOR PEMBANGKITAN MAHAKAM PLTGU Tanjung Batu
Tugas Umum
38
2. Sub Surface Backwash : air demin dari Demin Storage Tank dipompa dengan Demin Feed Pump selama 10 menit, dialirkan melalui dasar tangki dengan kecepatan yang sangat tinggi bertujuan untuk membuang/membersihkan sisa kotoran yang menempel pada pada resin.
3. Settle : menenangkan resin di dalam tangki kation selama 4 menit dan 14 menit untuk tangki anion.
4. Drain Down : membuang hasil sub surface backwash.
5. Acid Pre-Inject : mengalirkan air demin sebelum injeksi acid.
1.2.203 Caustic Pre-Inject : mengalirkan air demin sebelum injeksi caustic.
6. Acid Inject : menginjeksikan HCl 3,5% pada unit kation menggunakan HCl Pump dan Regen Water Pump dilakukan selama 32 menit, hal ini bertujuan untuk mengikat kation pada resin.
1.2.204 Caustic Inject : menginjeksikan NaOH 2,8% pada unit anion menggunakan NaOH Pump dan Regen Water Pump dilakukan selama 25 menit, hal ini bertujuan untuk mengikat anion pada resin. 7. Acid Displacement : membuang sisa acid di stream kation dengan
Regen Water Pump selama 35 menit.
1.2.205 Caustic Displacement : membuang sisa caustic di stream anion dengan Regen Water Pump selama 42 menit.
8. Refill : mengisi ulang tangki kation selama 4,7 menit dan tangki anion selama 12,3 menit dengan air demin yang dipompa melalui Demin Feed Pump.
9. Rinse to Drain : pembilasan dan pengangkatan kotoran yang telah diproses menggunakan air demin selama 8 menit pada unit kation dan selama 12,3 menit pada unit anion.
10. Recycle : tahap terakhir dari proses regen dengan mengalirkan air dari tangki demin masuk ke unit kation maupun anion selama 25 menit sampai memperoleh kondisi terbaik yaitu konduktivitas ≤ 300 μs/cm dan pH 3-4 untuk unit kation dan kondisi terbaik untuk unit anion adalah konduktivitas ≤ 10 μs/cm, silica ≤ 0,02 ppm, dan pH 8-10.
1.2.206Proses regenerasi pada Mix Bed Units adalah sebagai berikut : 1. Dwell : mendiamkan isi tangki selama 1 menit.
JURUSAN TEKNIK KIMIA
PT. PLN (PERSERO) WIL. KALTIMRA SEKTOR PEMBANGKITAN MAHAKAM PLTGU Tanjung Batu
Tugas Umum
39
2. Backwash : Mengalirkan air dari bawah keatas dengan Demin Feed Pumps selama 10 menit agar kotoran pada resin dapat keluar.
3. Settle : menenangkan resin didalam tangki selama 5 menit.
4. Caustic Pre-Inject : mengalirkan air demin sebelum injeksi caustic. 5. Caustic Pre-Inject dan Acid Pre-Inject : mengalirkan air demin
sebelum injeksi caustic dan acid selama 1 menit dengan Regen Water Pump.
6. Caustic Inject dan Acid Inject : menginjeksikan HCl 3,5% dan NaOH 2,8% menggunakan HCl Pumps, NaOH Pumps, dan Regen Water Pumps dilakukan selama 20 menit.
7. Caustic Displacement dan Acid Displacement : membuang sisa caustic dan acid di stream menggunakan Regen Water Pumps selama 26 menit.
8. Drain Down : membuang hasil backwash.
9. Air Blow : menghamburkan resin dengan cara pengadukan menggunakan udara.
10. Forced Settle : menenangkan resin secara cepat selama 1 menit menggunakan Regen Water Pump agar resin kembali ke posisi semula sesuai dengan massa jenisnya masing-masing, kation berada diatas dan anion berada dibawah.
11. Refill : mengisi ulang tangki dengan air demin yang dipompa melalui Regen Water Pumps.
12. Rinse : pembilasan dan pengangkatan kotoran yang telah diproses menggunakan air demin yang dipompa dengan Demin Feed Pumps selama 2,5 menit.
13. Recycle : tahap terakhir dari proses regen dengan mengalirkan air dari tangki demin dengan Demin Feed Pump ke unit Mix Bed selama 15 menit sampai memperoleh kondisi terbaik yaitu konduktivitas ≤0,2 μs/cm, silica ≤ 0,02 ppm, dan pH 6-7.
2.3.2 Pengolahan Limbah atau Waste Water Treatment Plant
1.2.207 Limbah yang dihasilkan oleh PLTGU Tanjung Batu dan PLTG Peaking adalah limbah cair yang berupa campuran antara air, solar, dan oli.
1.2.208 Sumber-sumber dari limbah cair tersebut yaitu : 1. Hasil regenerasi di WTP (Water Treatment Plant)
JURUSAN TEKNIK KIMIA
PT. PLN (PERSERO) WIL. KALTIMRA SEKTOR PEMBANGKITAN MAHAKAM PLTGU Tanjung Batu
Tugas Umum
40
2. Air bilasan saat pemisahan solar dan impuritsnya di separator yang dilakukan setiap dua jam sekali, yang mana efisiensi pemisahan tidak sempurna 100% sehingga ada solar yang terikut keluar bersama air bilasan
3. Rembesan oli pelumas mesin di unit-unit PLTGU dan PLTG 4. Kebocoran yang terjadi pada pipa-pipa solar dan oli.
1.2.209 Limbah tersebut bercampur menjadi satu karena memiliki aliran drainase yang sama.
1.2.210 Selanjutnya limbah tersebut diolah di WWTP (Waste Water Treatment Plant). Di WWTP limbah ditampung di Collecting Pond. Dengan Collection Transfer Pump limbah dipompakan dari Colleting Pond menuju Oil Trap Tank dimana air dan minyak dipisahkan berdasarkan perbedaan massa jenis menggunakan Scrapper.
1.2.211 Limbah minyak yang sudah terpisah masuk ke Waste Oil Pond yang selanjutnya akan diolah oleh pihak ketiga yaitu PT. Putra Daerah Mandiri Jaya (PT. PDMJ). Sedangkan limbah air masuk ke Neutralization Tank dimana terjadi proses treatment koagulasi dan flokulasi serta penginjeksian acid ataupun caustic untuk menjaga pH limbah tetap netral ±7. Limbah air yang sudah ditreatment tersebut kemudian masuk ke Oil Trap untuk mengendapkan sisa minyak yang masih terikut, kemudian air tersebut langsung dibuang ke Sungai Mahakam.
1.2.212 Berikut Flow Diagram WWTP secara sederhana : 1.2.213
JURUSAN TEKNIK KIMIA
PT. PLN (PERSERO) WIL. KALTIMRA SEKTOR PEMBANGKITAN MAHAKAM PLTGU Tanjung Batu
Tugas Umum
41
1.2.214
1.2.215 Gambar 2.5 Flow Diagram WWTP PLTG Peaking 1.2.216
1.2.217