BAB I
PROSES PENGOLAHAN AIR
Unit Pengolahan Air (Water Treatment Plant) di pabrik PT. Gelora Citra Kimia Abadi, merupakan unit penyediaan air selain bagi kelangsungan proses pabrik formalin dan lem kayu ini, juga untuk kepentingan, perumahan, dan mess. Dengan mengambil air dari permukaan (air sungai) sebagai bahan baku.
4.1. Water Treatment Plant
Water treatment plant merupakan unit pengolahan air untuk keperluan pabrik dan fasilitas penunjang lainnya. Unit pengolahan air (water Treatment Plant) di pabrik lem kayu, PT. Gelora Citra Kimia Abadi terbagi menjadi:
A. Unit Flocculator-contac-filter
Pada unit ini, air diolah untuk mengurangi kadar flok / endapan, sehingga dapat digunakan baik sebagai air pendingin pada proses yang dilakukan pada unit glue, dan proses formalin. juga sebagai penyedia kebutuhan air minum pada pabrik, perkantoran, mess, guest house, perumahan, dan mesjid. Sumber air yang digunakan dipompa dari sungai barito, dengan pompa 24 hp. Kemudian air ditampung dalam kolam penampungan awal yang didesain dengan beberapa jumlah sekat, dengan kapasitas daya tampung mencapai sekitar 950 ton. Pada kolam tersebut telah terjadi pengendapan awal, dimana jumlah flok jauh dapat di kurangi karena air mengalir dari batas sekat - sekat kolam yang menahan endapan kotoran untuk ikut terbawa dalam jumlah besar pada tiap – tiap sekat kolam, hal ini lebih efisien dari pada jika harus menggunakan unit kolom sedimentasi. Selain juga berfungsi sebagai indicator biologi dengan hidupnya ikan , disini itu terjadi proses aerasi secara alami pada kolam. Prinsip aerasi air pada kolam antara lain ;
1. Memperluas areal permukaan yang kontak dengan udara
2. Mencampur air dengan udara atau bahan lain sehingga air yang beroksigen rendah kontak dengan oksigen atau udara
3. Mencampurkan air yang beroksigen tinggi dengan air yang beroksigen rendah 4. Sirkulasi air
Setelah dari kolam barulah air dipompa menuju ke unit aqua filter dengan jenis Flaculator-contac-filter , untuk menghasilkan dengan kadar flok yang rendah, sehingga nantinya dapat digunakan pada coolung tower. Pada system water treatment untuk pabrik ini digunakan 4 aqua filter unit dengan kapasitas + 20 ton/jam, aqua filter yang disini lebih dikenal sebagai unit O-Ya, terbagi atas unit O-Ya 1, unit O-Ya 2, unit O-Ya 3, dan O-Ya 4; dengan masing - masing memiliki spesifikasi khusus dan fungsi yang berbeda-beda, unit-unit ini antara lain terdiri dari:
a. unit O-Ya 1
Unit ini bekerja untuk mencukupi kebutuhan akan air proses/ Pure Water, dan juga sebagai penyedia air bersih bagi pabrik, seperti kebutuhan air bersih pada pabrik, perkantoran, mess, guest house, perumahan, dan mesjid. Unit ini juga menyediakan air pendingin untuk cooling tower 1 jika unit formalin 1 bekerja. Unit ini memiliki kapasitas 13 ton/jam. Dengan dilakukan injeksi obat air, agar menghasilkan soft
water yang diinginkan, pada unit ini digunakan tawas AlSO3.H2O untuk membentuk
flok pada air, soda NaOH untuk menaikan nilai pH air menjadi netral, hippo klorida
untuk membunuh bakteri, dan Hidro flock atau PACA untuk mempercepat penurunan endapan/flock.
b. unit O-Ya 2
Unit ini bekerja untuk menyediakan kebutuhan akan air pendingin pada tower pendingin, baik pada tower pendingin 5, dan tower pendingin 2. kebutuhan akan air pendingin dibutuhkan selama unit glue beroperasi, selama 24 jam, dari hari senin hingga hari sabtu. Jika unit formalin bekerja. Maka beban kerja unit O-Ya 2 semakin meningkat. Karena juga menghendel kebutuhan cooling tower 3, akan air pendingin untuk disalurkan pada unit formalin 2. pada unit ini diijeksikan tawas, Hidro flock, dan
soda NaOH. Unit ini bekerja dengan kapasitas 16-20 ton/jam, menangani kebutuhan
c. Unit O-Ya 3
Unit ini menangani air aliran hujan atau air yang terbuang ke dalam saluran air disekitar instalasi unit pabrik, kemudian dialirkan menuju O-Ya 3,
sebelum dilepaskan ke lingkungan. Aqua filter (O-ya) O-Ya ini bekerja dengan kapasitas 9-12 ton/jam. Dengan injeksi tawas, hippo klorid, dan soda, bahkan terkadang dilakukan penambahan HCl, bila kadar air treatment yang masuk ke unit terlalu basa.
d. Unit O-Ya 4.
Unit ini menangani kebutuhan air pendingin pada tower pendingin 4 untuk kebutuhan unit formalin 3, dan kebutuhan unit formalin 3 akan pure water. Kapasitas pada unit ini sama seperti pada unit O-Ya 2, yakni 16-20 ton/jam,
dengan injeksi tawas, Hidro flock, dan soda NaOH.
Kadar obat yang diberikan pada masing-masing o-ya sama, yakni, seperti diuraikan dibawah ini;
n Tawas = 25 kg = 25000 gr ÷ (666,7 gr/mol (BM tawas)) = 37,498 mol
Molar tawas = 37,498 mol/ 200 L (tangki obat) = 0,187 M
Tawas dipompa dengan kecepatan 3,448 mL/s, maka
= (37,498 mol x 3,448 mL/s) ÷ (200.000 mL (tangki obat)) = 0,0006464 mol/s
Massa tawas terpompakan = (0,0006464 mol/s) x (666,7 gr/mol) = 0,4306 gr/s = 1550477 mg/jam Konsentrasi tawas tercampur pada awal masukan
= (1550477 mg/jam) / (22300 L/jam(air yang dipompa masuk O-ya)) = 69,52 ppm
hidro flock/PACA = 43 ppm hippo cloride = 65 ppm
sedangkan kecepatan pompa diafragma yang kami ukur pada o-ya 2 pada
masing-masing obat antara lain; Tawas = 3.448 ml / s NaOH = 1.3889 ml / s PACA = 2.127 ml / s
Hippo chloride = 1,0243 ml / s
Aqua filter (O-ya) ini bekerja dengan prinsif koagulasi dan unit berjalan dengan proses continue, masing-masing unit terdapat 1 pompa back wash, 2 pompa sedot, dan 3 pompa obat. Untuk menghasilkan soft water, pertama-tama air kolam dipompa menuju unit, pada kolom pertama saat air mengalir, air masuk bersama injeksi obat, dikolom pertama saat tawas diijeksi bersama NaOH terjadi reaksi :
Al2(SO4)3.14H2O + NaOH 2Al(OH)3 + NaSO4 + 14H2O
Koagulan Alum (Al2(SO4)3), berfungsinya sebagai Koagulan pembentuk flok. Alum akan optimum membentuk flok pada kondisi pH 5.5 – 7.5. Sedangkan NaOH selain untuk menurunkan menstabilkan pH air yang dipompa dari kolam (karena air sungai memiliki keasaman yang rendah{ pH 5 – 6}), juga membantu membentuk terjadinya flock, penambahan Hidro flock atau PACA, mempercepat terjadinya pengendapan karena membantu menggumpalkan flock menjadi ukuran yang lebih besar, sehingga lebih cepat mengendap dan flock semakin berkurang, pada kolom clarifier, dilakukan pengadukan dengan kecepatan rotor sekitar 120 rpm, berfungsi untuk membuat agar partikel flock saling bertumbukan dan membentuk partikel yang lebih besar. Setelah melalui kolom pengadukan air kemudian masuk ke kolom sludge drain pipe dengan diameter 80 mm dan dipasang dengan kemiringan kira-kira 7,5o. pemasangan sludge drain pipe tersusun bersama flocculator dan filter dengan jenis posisi ”essentially horizontal tube settler”, dengan sekat-sekat yang terpisah.
pecah dan terurai kembali, selain itu juga flock akan menjadi lebih mudah tertahan pada sekat-sekat tersebut, sehingga flock yang lolos dan tidak mengendap pada flocculaor, terperangkap di dalamnya. Setelah dari unit tersebut barulah masuk ke kolom filtrasi, kolom ini diisi dengan media filtrasi yang terdiri dari beberapa lapisan. Lapisan atas merupakan carbon aktif dengan komposisi 10% dari 80%. Carbon disini berfungsi sebagai penyaring partikel-partikel koloid terlarut (suspensi dan pengotor pada air), menghilangkan warna dan bau pada air serta mampu mengikat phenol dalam jumlah yang kecil (sekitar 0,03 ppm). Lapisan kedua merupakan pasir silica dengan komposisi 30 % dari 80%. Pasir disini adalah sebagai saringan dengan alur yang berliku-liku, sehingga kotoran yang terdapat dalam air lebih mudah kontak dengan air dan terikat pada pasir. Diharapkan kotoran yang halus sekalipun bisa tertangkap pada unit ini. Lapisan ketiga merupakan gravel dengan komposisi 40 % dari 80 %. Gravel (Kerikil) merupakan support untuk pasir dengan posisi di bawah pasir. Bahan ini berfungsi memecah/merengkahkan permukaan air dan memberi ruangan bebas bergerak untuk air.
Setiap pagi sebelum dilakukan produksi air bersih, pada aqua filter (O-ya), dengan rutin selalu dilakukan back wash atau pencucian/pembersihan kolom filtrasi, dengan jalan melakukan aliran balik air, dimana air dipompa dari bagian bawah filter ke bagian atas, setelah terlabih dahulu menguras air dari bagian tengah kolom aqua filter (O-ya). Back wash bertujuan membuang flock yang tertahan pada saringan karbon, setiap satu bulan sekali pada karbon tersebut dilakukan aktivasi kembali pada karbon tersebut dengan menggunakan air sisa steam pada suhu sekitar 80o C, untuk kemudian digunakan kembali pada aqua filter (O-ya). Hasil dari proses filterisasi berupa air murni dengan spesifikasi kadar garam tidak boleh melebihi 1 μS/cm dan dengan kisaran pH antara 6,5-7,5.
Konsentrasi rata rata obat yang digunakan pada O-Ya antara lain, hippo klorid dengan konsentrasi 65 ppm, Proses chlorinasi terjadi dengan memberikan injeksi CaOCl. OCl- yang terbentuk berfungsi untuk mengikat oksigen yang bebas di dalam air, sehingga mencegah oksidasi dari kuman atau bakteri, dengan begitu mempercepat matinya jasat renik yang terdapat dalam air.
-Khusus untuk produk air untuk cooling tower, selain penambahan bahan kimia seperti tawas, soda kaustik, dan PACA juga ditambahkan bahan kimia hipoklorit. Fungsinya adalah sebagai disinfektan untuk mengurangi tumbuhnya alga dan jamur pada menara pendingin. Air pada cooling tower diberi beberapa bahan kimia, bahan kimia yang ditambahkan yaitu: H-250, H-345, H-378, dan H-422. Fungsi dari H-422 (Hydro 422) adalah untuk mengurangi tingkat korosi pada pipa. Efek sampingnya konduktivitas meningkat, artinya kadar garam ikut meningkat. Fungsi dari H-378 (Hydro 378) adalah untuk mengurangi pertumbuhan lumut pada cooling tower. Sedangkan Fungsi dari H-250 dan H-345 (Hydro 350 dan Hydro 345) adalah untuk mengurangi pertumbuhan bakteri pada air. Penggunaan dua jenis bahan kimia (H-250 dan H-345) bertujuan agar bakteri tidak kebal terhadap pemakaian jenis obat yang sama.
B. Unit Pure Water Treatment
Kebutuhan akan pure water sangat diperlukan dalam suatu proses dalam pabrik, terutama pabrik kimia. Pada proses pembuatan formalin, sangat dibutuhkan pure water sebagai salah satu raw material yang dibutuhkan. Karena itu unit Pure water, merupakan salah satu unit yang sangat panting dalam instalasi water treatment di pabrik ini. Pure water diolah melalui proses absorbsi mineral pada kolom resin anion kation, dari soft water, yang di produksi oleh aqua filter (O-Ya), yang sebelumnya diolah melalui kolom filter karbon, dan ditampung sementara dalam portable tank, sebelum nanti dialirkan menuju kolom resin. Bila unit mixed bed Exchanger, mencapai titik jenuh saat nilai condutivity mencapai nilai 1 µS/cm, maka dilakukan proses Regenerasi. Proses regenerasi merupakan proses pengembalian fungsi reagent seperti semula, dengan jalan mencuci resin dengan NaOH dan Hcl dan membuang mineral yang terperangkap didalam resin.
- Backwash (15 menit), ini bisa dilakukan atau tidak dilakukan tergantung dari kondisi resin yang ada. Backwash ini dilakukan dengan cara mengalirkan air yang berasal dari water pond melalui pipa bagian bawah. Jika melakukan backwash maka yang pertamakali di backwash adalah anion exchanger baru kemudian cation exchangernya.
- Chemical in (45 menit), Prosesnya Air akan dipompakan pada pipa water outlet (dibawah), dalam aliran air dipipa kemudian diberikan larutan HCl 1.112 gr/lt (32%) untuk Cation Exchanger dan NaOH 1.5 gr/lt (48%) untuk Anion exchanger. Disini reagent diencerkan menjadi masing-masing 5 – 6 % (1.02 gr/lt untuk HCl dan 1.04 gr/lt untuk NaOH) dan bereaksi melepaskan ion positive/negative pada resin / penukar ion, selanjutnya resin tersebut siap untuk dioperasikan lagi. Untuk Mix Bed, diperlukan air yang dipergunakan adalah air Mix untuk menghomogenisasi resin, setelah dilakukan proses generasi..
Cara meregenerasi mixed bed exchanger lebih rumit dari pada ion-ion exchanger yang lain karena di dalamnya terdapat dua resin yang bercampur yaitu resin cation dan anion.
Caranya adalah sebagai berikut:
- Backwash (15 menit), tujuan utama dari backwash ini adalah untuk memisahkan cation resin dan anion resinnya sebelum diregenerasi. Dimana sebelum melakukan backwash ini sebaiknya mendrain terlebih dahulu air sisa dalam bed untuk menghindari resin ke luar dari bed.
- Slow rinse (50 menit), sama halnya dengan meregenerasi cation dan anion, slow rinse dimaksudkan untuk pembilasan dan pengangkatan kotoran yang telah di proses waktu chemical in.
- Fast rinse (15 menit), sama dengan slow rinse hanya saja melakukannya dengan debit air yang besar atau pembukaan valve nya lebih besar tapi menggunakan air yang berasal dari water pond.
- Drain down (15 menit), mengeluarkan air yang tertempung dalam bed sisa dari fast rinse sampai batas atas dari resin.
- Air mix I (5 menit), untuk menghomogenkan resin yang berada dalam bed dengan mengalirkan udara dari bawah
- Air mix II (10 menit), dilakukan untuk lebih menghomogenkan resin dan juga untuk mendrain air sisa agar kerja resin menjadi maksimal.
- Refill, dilakukan untuk pengisian air sampai penuh secara perlahan agar resin yang sudah homogen tidak terpisah lagi.
- Final rinse (15 menit atau conductivity < 1 µS/cm) sama dengan fast rinse hanya saja dilakukan sampai air yang dihasilkan dari mixed bed exchanger conductivity < 1 µS/cm
- Recycle rinse (conductivity < 0,2 µS/cm atau 5 mega-ohms)
C. Pengolahan cooling water
Cooling water didistribusikan sebagai air pendingin di glue Plant dan formalin Plant. Air sirkulasi ini ditampung di warm basin cooling Tower yang selanjutnya dipompa masuk ke cooling tower untuk diturunkan suhunya. Air yang di cooling water basin disini akan diberi Chemical, yang bertujuan untuk mencegah pertumbuhan lumut dan korosi pada pipa-pipa supply.
Cooling water diservis dengan pemberian air hangat atau warm water yang berasal dari power plant dan cement plant di alirkan melalui bagian atas cooling water yang dijatuhkan dan didinginkan oleh cooling tower dengan menggunakan udara sebagai pendinginnya, air yang telah dingin di tampung dalam cool basin. Jika air dalam cool basin tidak memenuhi standar atau level yang telah ditentukan maka di tambah (make up) dengan softener water. Selanjutnya dari cool basin, cooling water yang dihasilkan di alirkan kembali ke glue plant dan formalin plant sebagai pendingin.
Non Oksida Biocise, biocide yang digunakan disini adalah Organic Phosphate yang tujuannya untuk membunuh bakteri. Bakteri yang dimaksudkan disini mikroorganisme yang tidak memerlukan oksigen untuk hidup.
Oksida Biocide, biocide yang bisa digunakan chlorine. Disini fungsinya untuk membunuh mikrooorganisme yang menggunakan oksigen untuk oksidasi, seperti lumut, jenis dari algae. Komposisi chlorine yang digunakan 90 %, berupa chlorine tablet. Corrosion/deposite Inhibitor, yang bisa digunakan disini adalah Organophosphate. pH control juga bisa digunakan untuk mempertahankan pH pada pH 6 – 8, yang berfungsi sebagai randispersant sehingga tidak menimbulkan deposit / korosi pada system pendingin.
Unit IPAL / Instalasi Pengolahan Air Limbah
gelondongan. Sedangkan dari Tanjung Selatan, limbah yang dihasilakan adalah limbah hasil air pencucian dari proses pengeleman kayu pollywood. Kedua limbah ditangani pada unit yang sama namun ditampung dalam wadah yang berbeda.
Air limbah ditampung pada 2 wadah berbeda, masing-masing diolah secara bergantian melewati kolom pengendapan, kapasitas debit air limbah yang diolah per hari mencapai 4 ton, hasil pengolahan air limbah log kayu biasanya digunakan kembali untuk kebutuhan perebusan kembali, dengan sistem jalur recycle. Sedangkan untuk air limbah cucian lem, ditampung dalam tangki penampung, kemudian dibuang menuju ke pembakaran. Dalam prosesnya air limbah ditangani melalui sebuah pompa 3 hp, masing-masing unit kolom pengolahan dilengkapi dengan satu pompa backwash, pada air limbah log kayu, air limbah dipompa menuju ke kolom clarifier bersamaan dengan injeksi tawas, PACA, dan NaOH. Agitator akan melakukan pengadukan sehingga terbentuk flock yang nantinya akan mengendap dalam kolom clarifier, setelah melalui kolom clarifier, air kemudian disalurkan menuju kolom filter karbon, baru kemudian dipompakan menuju kolam aerasi, aerasi dilakukan dengan sebuah blower yang memiliki 2 pipa input, masing masing menuju satu kolam yang berbeda. Sehingga air limbah log mengalami 2 kali proses aerasi, setelah melalui kolam aerasi barulah setelah itu dipompa menuju unit filter karbon dan ditampung ke dalam tank penampung air.
Kapasitas Produksi Water Treatment
Kapasitas produksi pada water treatment:
1. Kolam penampungan = 90 ton/jam (selama 5-6 jam dalam satu hari)
= 450 – 540 ton/hari
2. Water treatment plant (OYA):
- OYA I = 13 ton/jam
- OYA II, III, IV = 16-20 ton/jam
3. Bak penampungan:
- Bak I = 35 ton
- Bak II = 60 ton
- Bak III = 90 ton
4. Tangki:
- Tangki filter karbon = 13 ton
- Tangki penyimpanan air murni (201-A) = 105 ton
- Tangki penyimpanan air murni (201-B) = 135 ton
5. Air murni dari tangki filter karbon:
