4.5 Pelayanan Teknik (Utilitas)
4.5.1 Unit Penyediaan dan Pengolahan Air .1 Unit Penyediaan Air
4.5.1.2 Unit Pengolahan Air
Berikut adalah tahapan pengolahan air 1. Clarifier
Kebutuhan air dari suatu pabrik diperoleh dari sumber air yang berada disekitar pabrik dengan cara mengolah air terlebih dahulu agar dapat memenuhi persyaratan untuk digunakan.Pengolahan tersebut meliputi pengolahan secara fisika, kimia, penambahan desinfektan, dan penggunaan ion exchanger.
Raw water diumpankan ke tangki terlebih dahulu dan kemudian diaduk dengan kecepatan tinggi serta ditambahkan bahan – bahan kimia selama pengadukan tersebut. Bahan – bahan kimia yang digunakan adalah :
1. Al2(SO4).18H2O yang berfungsi sebagai flokulan. 2. Na2CO3 yang berfungsi sebagai flokulan.
Pada clarifier lumpur dan partikel padat lain diendapkan dengan diinjeksi alum (Al2(SO4).18H2O) sebagai flokulan yang membentuk flok. Selain itu ditambahkan NaOH sebagai pengatur pH.Air bakudialirkan ke bagian tengah clarifieruntuk diaduk. Selanjutnya air bersih akan keluar melalui pinggiran clarifiersebagai overflow, sedangkan flok yang terbentuk atau sludgeakan mengendap secara gravitasi dan di blowdown secara berkala dengan waktu yang
telah ditentukan. Air baku yang belum di proses memiliki turbidity sekitar 42 ppm. Setelah keluar clarifierkadarturbidity akan turun menjadi kurang dari 10 ppm.
2. Penyaringan
Air hasil dari clarifierdialirkan menuju sand filter untuk memisahkan dengan partikel – partikelpadatan yang terbawa.Air yang mengalir keluar dari sand filterakan memiliki kadar turbidity sekitar 2 ppm. Air tersebut dialirkan menuju tangki penampung (filter water reservoir) yang kemudian didistribusikan menuju menara air dan unit demineralisasi.Back washing pada sand filter dilakukan secara berkala dengan tujuan menjaga kemampuan penyaringan alat.
3. Demineralisasi
Air umpan boilerharus bebas dari garam yang terlarut, maka proses demineralisasi berfungsi untuk menghilangkan ion – ion yang terkandung pada filtered water sehingga memiliki konduktivitas dibawah 0,3 Ohm dengan kadar sillika kurang dari 0,02 ppm.
Berikut adalah tahapan pengolahan air umpan boiler : a. Cation Exchanger
Resin yang berada didalam cation exchangerberupa H+ berfungsi sebagai pengganti kationyang dikandung dalam air. Air yang keluar dari cation exchangerakan mengandung anion dan ion H+. Berikut adalah reaksi yang terjadi didalam cation exchanger :
82 dialirkan ke dalam suatu tangki penampung (filter water reservoir).
Air bersih ini kemudian didistribusikan ke menara air dan unit demineralisasi. Sand filter akan berkurang kemampuan penyaringannya. Oleh karena itu perlu diregenerasi secara periodik dengan back washing.
3. Demineralisasi
Untuk umpan ketel ( boiler ) dibutuhkan air murni yang memenuhi persyaratan bebas dari garam - garam murni yang terlarut. Proses demineralisasi dimaksudkan untuk menghilangkan ion - ion yang terkandung pada filtered water sehingga konduktivitasnya dibawah 0,3 Ohm dan kandungan silica lebih kecil dari 0,02 ppm.
Adapun tahap-tahap proses pengolahan air untuk umpan ketel adalah sebagai berikut :
a. Cation Exchanger
Cation exchanger ini berisi resin pengganti kation dimana pengganti kation-kation yang dikandung di dalam air diganti dengan ion H+ sehingga air yang akan keluar dari cation exchanger adalah air yang mengandung anion dan ion H+. Sehingga air yang keluar dari cation tower adalah air yang mengandung anion dan ion H+.
Reaksi:
CaCO3 Ca2+ + CO3
MgCl2 + R – SO3 MgRSO3 + Cl- + H+
99 Na2SO4 (resin) Na2+ + SO4
2-Dalam jangka waktu tertentu, kation resin ini akan jenuh sehingga perlu diregenerasikan kembali dengan asam sulfat.
Reaksi:
Mg + RSO3 + H2SO4 R2SO3H + MgSO4
b. Anion Exchanger
Anion exchanger berfungsi untuk mengikat ion-ion negatif (anion) yang terlarut dalam air, dengan resin yang bersifat basa, sehingga anion-anion seperti CO32-, Cl- dan SO42- akan membantu garam resin tersebut.
Reaksi:
CO3- CO3
Cl- + RNOH RN Cl- + OH
-Dalam waktu tertentu, anion resin ini akan jenuh, sehingga perlu diregenerasikan kembali dengan larutan NaOH.
Reaksi:
RN Cl- + NaOH RNOH + NaCl 4. Deaerasi
Dearasi adalah proses pembebasan air umpan ketel dari oksigen (O2). Air yang telah mengalami demineralisasi ( polish water ) dipompakan ke dalam deaerator dan diinjeksikan hidrazin ( N2H4 ) untuk mengikat oksigen yang terkandung dalam air sehingga dapat mencegah terbentuknya kerak (scale) pada tube boiler.
Reaksi:
Kation resin akan jenuh dalam jangka waktu tertentu, sehingga diregenerasi menggunakan asam sulfat dengan reaksi sebagai berikut :
99
Na2SO4 (resin) Na2+ + SO4
2-Dalam jangka waktu tertentu, kation resin ini akan jenuh sehingga perlu diregenerasikan kembali dengan asam sulfat.
Reaksi:
Mg + RSO3 + H2SO4 R2SO3H + MgSO4
b. Anion Exchanger
Anion exchanger berfungsi untuk mengikat ion-ion negatif (anion) yang terlarut dalam air, dengan resin yang bersifat basa, sehingga anion-anion
seperti CO32-, Cl- dan SO42- akan membantu garam resin tersebut.
Reaksi:
CO3- CO3
Cl- + RNOH RN Cl- + OH
-Dalam waktu tertentu, anion resin ini akan jenuh, sehingga perlu diregenerasikan kembali dengan larutan NaOH.
Reaksi:
RN Cl- + NaOH RNOH + NaCl
4. Deaerasi
Dearasi adalah proses pembebasan air umpan ketel dari oksigen (O2). Air
yang telah mengalami demineralisasi ( polish water ) dipompakan ke dalam
deaerator dan diinjeksikan hidrazin ( N2H4 ) untuk mengikat oksigen yang
terkandung dalam air sehingga dapat mencegah terbentuknya kerak (scale) pada tube boiler.
Reaksi:
b. Anion Exchanger
Anion exchanger memiliki fungsi mengikat ion – ion negative (anion) yang terlarut dalam air menggunakan resin bersifat basa seperti CO32-, Cl-, dan SO42-. Berikut adalah reaksi yang terjadi didalam anion exchanger :
99 Na2SO4 (resin) Na2+ + SO4
2-Dalam jangka waktu tertentu, kation resin ini akan jenuh sehingga perlu diregenerasikan kembali dengan asam sulfat.
Reaksi:
Mg + RSO3 + H2SO4 R2SO3H + MgSO4
b. Anion Exchanger
Anion exchanger berfungsi untuk mengikat ion-ion negatif (anion) yang terlarut dalam air, dengan resin yang bersifat basa, sehingga anion-anion seperti CO32-, Cl- dan SO42- akan membantu garam resin tersebut.
Reaksi:
CO3- CO3
Cl- + RNOH RN Cl- + OH
-Dalam waktu tertentu, anion resin ini akan jenuh, sehingga perlu diregenerasikan kembali dengan larutan NaOH.
Reaksi:
RN Cl- + NaOH RNOH + NaCl 4. Deaerasi
Dearasi adalah proses pembebasan air umpan ketel dari oksigen (O2). Air yang telah mengalami demineralisasi ( polish water ) dipompakan ke dalam deaerator dan diinjeksikan hidrazin ( N2H4 ) untuk mengikat oksigen yang terkandung dalam air sehingga dapat mencegah terbentuknya kerak (scale) pada tube boiler.
Reaksi:
Kation resin akan jenuh dalam jangka waktu tertentu, sehingga diregenerasi menggunakan larutan NaOH dengan reaksi sebagai berikut :
99
Na2SO4 (resin) Na2+ + SO4
2-Dalam jangka waktu tertentu, kation resin ini akan jenuh sehingga perlu diregenerasikan kembali dengan asam sulfat.
Reaksi:
Mg + RSO3 + H2SO4 R2SO3H + MgSO4
b. Anion Exchanger
Anion exchanger berfungsi untuk mengikat ion-ion negatif (anion) yang terlarut dalam air, dengan resin yang bersifat basa, sehingga anion-anion seperti CO32-, Cl- dan SO42- akan membantu garam resin tersebut.
Reaksi:
CO3- CO3
Cl- + RNOH RN Cl- + OH
-Dalam waktu tertentu, anion resin ini akan jenuh, sehingga perlu diregenerasikan kembali dengan larutan NaOH.
Reaksi:
RN Cl- + NaOH RNOH + NaCl 4. Deaerasi
Dearasi adalah proses pembebasan air umpan ketel dari oksigen (O2). Air yang telah mengalami demineralisasi ( polish water ) dipompakan ke dalam deaerator dan diinjeksikan hidrazin ( N2H4 ) untuk mengikat oksigen yang terkandung dalam air sehingga dapat mencegah terbentuknya kerak (scale) pada tube boiler.
Reaksi: 4. Deaerasi
Dearasi merupakan proses pengambilan oksigen (O2) dari air umpan boiler. Air yang telah dimineralisasi dialirkan menuju deaerator dan diinjeksikan hidrazin (N2H4)untuk diikat oksigen (O2) yang terkandung dalam air tersebut. Air yang keluar dari deaerator akan dimponpa menuju boiler sebagai air umpan (boiler feed water).Pengikatan oksigen pada air umpan
boiler bertujuan untuk mencegah terbentuknya kerak (scale) pada tube boiler. Berikut adalah reaksi yang terjadi didalam aerator :