Pengaruh Turbiditas Dan Penambahan Klorin Terhadap Kualitas Air Dalam Clarifier (53-Fd-1001) Unit Utility-1 PT. Pupuk Iskandar Muda Aceh Utara

(1)

Faisal : Pengaruh Turbiditas Dan Penambahan Klorin Terhadap Kualitas Air Dalam Clarifier (53-Fd-1001) Unit Utility-1 PT. Pupuk Iskandar Muda Aceh Utara, 2009.

PENGARUH TURBIDITAS DAN PENAMBAHAN KLORIN

TERHADAP KUALITAS AIR DALAM CLARIFIER (53-FD-1001)

UNIT UTILITY-1

PT. PUPUK ISKANDAR MUDA ACEH UTARA

KARYA ILMIAH

FAISAL

062409002

PROGRAM STUDI DIPLOMA-III KIMIA INDUSTRI

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(2)

PENGARUH TURBIDITAS DAN PENAMBAHAN KLORIN

TERHADAP KUALITAS AIR DALAM CLARIFIER (53-FD-1001)

UNIT UTILITY-1

PT. PUPUK ISKANDAR MUDA ACEH UTARA

KARYA ILMIAH

Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Ahli Madya

FAISAL

062409002

PROGRAM STUDI DIPLOMA-III KIMIA INDUSTRI

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

(3)

PERSETUJUAN

Judul : PENGARUH TURBIDITAS DAN KLORIN

TERHADAP KUALITAS AIR DALAM CLARIFIER (53-FD-1001) UNIT UTILITY-1 PT. PUPUK ISKANDAR MUDA ACEH UTARA

Kategori : KARYA ILMIAH

Nama : FAISAL

Nomor Induk Mahasiswa : 062409002

Program Studi : D-3 KIMIA INDUSTRI

Departemen : KIMIA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Disetujui di

Medan, Juli 2009

Diketahui / Disetujui Oleh

Departemen Kimia FMIPA USU Pembimbing

Ketua,

(4)

PERNYATAAN

PENGARUH TURBIDITAS DAN KLORIN TERHADAP KUALITAS AIR DALAM CLARIFIER (53-FD-1001)

UNIT UTILITY-1

PT. PUPUK ISKANDAR MUDA ACEH UTARA

TUGAS AKHIR

Saya mengakui bahwa tugas akhir ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2009

(5)

PENGHARGAAN

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya berupa kesehatan dan kelapangan sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini tepat pada waktunya.

Karya ilmiah ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa untuk menyelesaikan program studi D-3 Kimia Industri F-MIPA USU.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa karya ilmiah ini banyak kekurangan maupun kekeliruan baik dari segi isi maupun penyusunan kata. Oleh karena itu, penulis dengan rendah hati mengharapkan segala kritik dan saran yang membangun untuk menyempurnakan karya ilmiah ini.

Penyusunan karya ilmiah ini dilakukan berdasarkan pengamatan penulis selama melaksanakan Praktik Kerja Lapangan (PKL) di PT. PUPUK ISKANDAR MUDA ACEH UTARA dengan judul “PENGARUH TURBIDITAS DAN PENAMBAHAN KLORIN TERHADAP KUALITAS AIR DALAM CLARIFIER (53-FD-1001) UNIT UTILITY-1”.

Dalam pengerjaan karya ilmiah ini, penulis memperoleh banyak petunjuk, pengarahan, bimbingan, informasi, pengetahuan dan wawasan baru yang sangat berharga. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih setulus-tulusnya kepada:

1. Ayahanda Sutrisno dan Ibunda Kartini yang telah banyak berkorban buat penulis baik moril maupun materil yang tak dapat terhitung nilainya serta do’a yang tulus dari hati seorang ayah dan ibu agar anaknya dapat berhasil di kemudian hari.

2. Kakanda Ratni Siska Wati, SE dan Adinda Lia Susanti yang telah banyak memberikan doa dan dorongan sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah ini.

3. Bapak Drs. Syamsul Bachri Lubis, Msi, selaku dosen pembimbing Karya Ilmiah di Program Studi D-III Kimia Industri USU.

4. Bapak Prof. Dr. Harry Agusnar, Msc. M.Phil, selaku koordinator Program Studi D-III Kimia Industri FMIPA-USU.

5. Ibu Dr. Rumondang Bulan Nasution, Msc, selaku ketua Departemen Kimia FMIPA-USU.

6. Bapak Prof. Dr. Eddy Marlianto, Msc, selaku Dekan FMIPA USU

(6)

8. Para Karyawan PT. PUPUK ISKANDAR MUDA yang telah membantu

penulis untuk mendapatkan ide dan bahan penunjang sehingga penulisan karya ilmiah ini dapat berjalan dengan baik.

9. Paman Hadi Purwanto, ST. MT Tante Endang Kemalasari, SE (Ak) dan

Endang Rahmah Wati, S.Kep yang banyak sekali membantu selama penulis duduk di bangku kuliah hingga dapat menyelesaikan Karya Ilmiah ini.

10.Pakde Rata dan keluarga yang telah memberikan semangat kepada penulis selama ini.

11.Rekan PKL Awaludin Nainggolan, Indra Nugraha, dan Ricky Hidayat yang banyak membantu baik dalam bentuk moril maupun materi.

12.Para Anggota Rembeez Community yang telah memberikan sarana dan

prasarana kepada penulis selama ini.

13.Teman-teman seperjuangan Kimia Industri stambuk 2006 yang telah bersama-sama penulis selama 3 tahun baik dalam suka maupun duka, yang selalu memberi dorongan kepada penulis agar menjadi yang terbaik di masa yang akan datang.

14.Para Anggota Ikatan Mahasiswa Kimia Industri (IMAKIN) FMIPA-USU yang masih aktif dan para alumni yang telah banyak memberikan penulis ilmu, pengalaman, dan kepercayaan untuk memimpin IMAKIN selama setahun. 15.Pacarku Devi Yulianti Harahap yang telah banyak membantu penulis baik

moril maupun materi selama penulisan laporan ini.

16.Semua pihak yang telah membantu dalam kesuksesan penulisan Karya Ilmiah ini yang tidak bisa disebutkan satu-persatu.

Penyusun menyadari bahwa penulisan karya ilmiah ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun untuk perbaikan karya ilmiah ini. Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi semua pihak.

Medan, Juni 2009 Penulis

(7)

ABSTRAK

(8)

ABSTRACT

TURBIDITY INFLUENCE AND THE ADDITION OF CHLORINE TO WATER QUALITY IN CLARIFIER (53-FD-1001)

UTILITY UNIT-1

PT. PUPUK ISKANDAR MUDA NORTH ACEH

(9)

DAFTAR ISI

Daftar Tabel viii

Daftar Gambar ix

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sejarah Pengolahan Air 4

2.2 Clarifier 6

2.3 Penginjeksian Bahan Kimia 7 2.4 Kapasitas Design Chemical Tank 10 2.5 Penjelasan Flow Raw Water Secara Umum 12 2.5.1 Flow Diagram Proses 12

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Alat 20

3.2 Bahan 20

3.3 Prosedur Kerja 20

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data 21

4.2 Perhitungan 22

4.3 Pembahasan 22

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan 23

5.2 Saran 23

DAFTAR PUSTAKA

(10)

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1. Hasil pengamatan turbiditas dan kandungan klorin 21

(11)

DAFTAR GAMBAR

Halaman

(12)

BAB 1 PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Tidak bisa dipungkiri bahwa dalam pembangunan, industri kimia memainkan peran

penting dalam kemajuan sehingga wajar jika sekarang industri kimia berlomba-lomba

dalam meningkatkan teknologi dan produksinya. Seiring dengan peningkatan

teknologi dan produksi tersebut, hal yang paling serius diperhatikan adalah masalah

pengolahan air (water treatment). Air yang dihasilkan oleh unit pengolahan air harus

memenuhi standar pabrik serta standart air minum, karena air yang dihasilkan oleh

unit ini digunakan sebagai air minum pada komplek perumahan perusahaan serta

warga sekitar pabrik dan pada proses pengolahan air untuk unit deminalizer dan

sebagainya.

Timbul juga permasalahan mengenai kualitas air dan penggunaan bahan kimia sebagai

bahan penunjang dalam proses pengolahan air. Penggunaan bahan-bahan kimia

beracun dan berbahaya kadarnya harus memenuhi peraturan pemerintah tentang

penggunaan bahan kimia berbahaya, kelebihan kadar bahan kimia akan menyebabkan

pencemaran lingkungan terutama untuk warga sekitar pabrik yang masih banyak

menggunakan sumber air sumur untuk keperluan sehari-hari serta limbah yang

dihasilkan akan mencemari air sungai yang akan menggangu keseimbangan

kehidupan air yang dampaknya akan dirasakan oleh semua elemen masyarakat dan

perusahaan itu sendiri. Hal ini justru mengakibatkan kemunduran, bukan kemajuan

(13)

industri kimia. Untuk itulah perlu diterapkan proses pengolahan air yang ramah

lingkungan untuk mencegah hal-hal yang tidak diinginkan tersebut.

Salah satu bagian dalam proses pengolahan air adalah clarifier, yang berfungsi

untuk tempat proses pemurnian air yang didesain sedemikian rupa agar dapat

menampung air (water) dalam jumlah yang banyak. Didalam clarifier inilah terjadi

reaksi kimia dimana reaksi inilah yang akan menentukan apakah air yang keluar dari

clarifier layak digunakan untuk kebutuhan perusahaan atau tidak.

Untuk itulah pengawasan terhadap penambahan zat kimia harus tetap

dilakukan untuk menghindari hal-hal yang tidak diinginkan terhadap hasil akhir yang

diperoleh dari clarifier ini, kerusakan lingkungan, dan kerugian ekonomi baik dalam

jumlah yang kecil maupun besar..

Tidak mungkin tidak ada kerugian didalam suatu perusahaan, dimanapun

kerugian selalu ada, hanya bentuk dan besarnya yang berbeda-beda. Yang paling

penting adalah mengetahui besarnya kerugian dan bagaimana caranya untuk

meminimalkan resiko kerugian tersebut. Untuk itu telah dirancang metode-metode

seperti peminimalisasian penggunaan bahan kimia, penggunaan alternatif lain untuk

mengurangi biaya pada proses produksi, dan metode-metode lainnya.

1.2.Perumusan Masalah

Apakah nilai turbiditas (kekeruhan) dan kandungan klorin yang terkandung dalam air

clarifier sesuai dengan mutu air industri dan air minum dan apakah ada jalan lain

(14)

- Untuk mengetahui pengaruh turbiditas dan penambahan klorin terhadap

kualitas air dalam clarifier.

- Untuk mengetahui apakah nilai turbiditas dan kandungan klorin masih

memenuhi standart industri dan air minum.

1.4. Manfaat

- Untuk mengetahui nilai turbiditas dan kandungan klorin pada air dalam

clarifier hingga tangki air minum.

(15)

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1.Sejarah Pengolahan Air

Proses penjernihan air untuk mendapatkan air yang berkualitas telah dilakukan oleh

manusia beberapa abad yang lalu. Pada tahun 1771, di dalam edisi pertama

Encyclopedia Britanica telah dibicarakan fungsi filter (filtrasi) sebagai sistem

penyaring untuk mendapatkan air yang lebih jernih. Perkembangan selanjutnya dari

proses pengolahan air minum, telah menghasilkan bahwa penambahan zat pengendap

atau penggumpal (koagulan) sebelum proses penyaringan (filtrasi). Selanjutnya proses

penggumpalan yang ditambahkan dengan proses pengendapan (sedimentasi) dan

penyaringan (filtrasi) serta menggunakan zat-zat organik dan anorganik adalah

merupakan awal dari cara pengolahan air. Ilmu pengetahuan telah berkembang dengan

cepatnya, telah diciptakan/didesain sarana pengolahan air minum dengan berbagai

sistem. Sistem pengolahan air minum yang dibangun tergantung dari kualitas sumber

air bakunya, dapat berupa pengolahan lengkap atau pengolahan sebagian.

Pengolahan lengkap adalah pengolahan air minum secara fisik, kimia dan

biologi, sedangkan pengolahan sebagian adalah pengolahan air minum yang tidak

menggunakan semua cara tersebut, tetapi hanya salah satu atau dua cara saja.

Pengolahan lengkap yang terdiri dari proses koagulasi, flokulasi, sedimentasi dan

filtrasi kemudian ditambahkan klorin disebut sebagai pengolahan air minum sistem

(16)

pada saat ini, dengan banyaknya industri yang tumbuh di sepanjang pinggiran sungai

terutama industri dengan tingkat pencemaran berat seperti tekstil, logam, kimia dan

lain-lain, serta tingginya tingkat pertumbuhan dan aktivitas manusia, telah

mengakibatkan pencemaran pada sungai-sungai yang merupakan sumber air baku

utama bagi produksi air minum di kota-kota besar. Untuk mengatasi hal ini, telah

dikembangkan Teknologi Pengolahan Air Sistem Maju (advanced system), di mana

salah satu negara yang telah mengembangkannya adalah Jepang dengan

mengkombinasikan sistem ozonasi dan penyerapan dengan karbon aktif. Ozon (O3)

adalah molekul yang tersusun dari 3 (tiga) buah atom oksigen, senyawa ini merupakan

oksidator yang kuat, sehingga dapat digunakan sebagai oksidator dalam penguraian

zat/pencemar organik dalam proses pengolahan air. Ozon dibuat dari udara yang

diperkaya dengan oksigen. Konsentrasi ozon yang dihasilkan dari udara berkisar

antara 1,5 - 2,5 % ( berat/berat ). Jika diproses dari bahan dasar oksigen murni dengan

menggunakan generator yang sama, konsentrasi ozon dapat mencapai 3 - 5 %.

Ozonasi merupakan proses pengolahan air yang relatif baru di Jepang, proses

ini diteliti hampir 100 tahun. Dasar penerapannya diperoleh dari sumber artikel yang

diterbitkan dan pengalaman operasional hingga proses desainnya. Ozon adalah gas

yang bersifat racun, mudah terbakar, menggunakan sumber listrik bertegangan tinggi,

dan jika sistemnya menggunakan oksigen sebagai gas umpan akan menjadi lebih

berbahaya. Meskipun demikian, sistem ozonasi memberikan resiko bahaya lebih kecil

dibandingkan sistem klorinasi, karena sistemnya dapat segera dihentikan bila ozon

bocor. Secara umum tahapan proses keseluruhan pengolahan air sistem maju adalah

sebagai berikut : koagulasi s/d filtrasi ozonasi Karbon Aktif Granular (GAC)

(17)

Air baku yang berasal dari water intake dipompakan dengan tekanan 1-3

kg/cm2G kedalam clarifier (53-FD-1001). Fungsi clarifier sebagai tempat pengolahan

air tahap pertama yaitu proses penjernihan air untuk menghilangkan zat padat yang

ada dalam bentuk suspensi yang dapat menyebabkan kekeruhan terhadap air, dengan

cara koagulasi, flokulasi dan sedimentasi.

Konsep dasar penurunan turbiditas dalam clarifier didasarkan pada muatan

listrik dari suspensi di dalam air. Pada umumnya partikel suspensi negatif (-) dengan

anion di dalam air. Bila muatan listrik (-) ini dinetralkan dengan muatan listrik positif

(+), maka muatan listrik akan menjadi netral/nol dan sendimentasi/pengendapan akan

terbentuk.

Kapasitas design dan metode operasi dari clarifier yang digunakan adalah :

• Jumlah : 1 buah

• Kapasitas air masuk : 600-800 m3/jam (normal)

• Kapasitas clarifier : 1330 m3/jam

• Model operasi : otomatis/manual

• Waktun Operasi : kontinu

• Up flow rate : kurang lebih 1,8 m/jam

• Waktu retensi : kurang dari 4 jam

(18)

• Panjang : 9500 mm

• Temperatur design : -

• Tekanan design : cairan penuh (kg/cm2G)

( Toyo Enginering Corp,1985)

Clarifier dilengkapi dengan pengaduk dan penggaruk yang keduanya bekerja

secara kontinyu. Pengaduk (agitator) berfungsi untuk mempercepat terjadinya

gumpalan lumpur dan bekerja dengan kecepatan 1,05 – 4,2 rpm. Sedangkan

penggaruk (rake) berfungsi mencegah agar gumpalan lumpur tidak pekat di dasar

clarifier dan bekerja dengan kecepatan 0,033 rpm. Kotoran-kotoran yang mengendap

bersama lumpur dikeluarkan dari bawah clarifier sebagai buangan, sedangkan air

jernih dari clarifier keluar lewat bagian atas.

Clarifier didesain secara khusus sehingga tiga proses pengolahan air dapat

berlangsung dalam satu unit, yaitu proses penambahan bahan kimia, flokulasi, dan

pengendapan.

Pada bagian masuk clarifier diinjeksikan bahan-bahan kimia yaitu aluminium

sulfat, gas klorin, dan natrium hidroksida. Sedangkan coagulant aid ditambahkan ke

dalam clarifier.(Speight,J.G., 2002)

2.3 Penginjeksian Bahan Kimia

a. Aluminium Sulfat (Al2(SO4)3)

Berfungsi untuk membentuk gumpalan dari partikel yang tersuspensi (flok)

dalam air atau mengendapkan kotoran-kotoran yang ada dalam air. Besarnya

aluminium sulfat yang ditambahkan tergantung dari kekeruhan air serta debit air

(19)

hidrolisa yang menghasilkan alumunium hidroksida (Al(OH)3) dan asam sulfat.

Reaksi yang terjadi adalah :

Al2(SO4)3 . 18 H2O + 6 H2O 2 Al(OH)3 + 3H2SO4 + 18 H2O

Reaksi tersebut akan mengakibatkan suasana asam dalam air dan flok dari

Al(OH)3 yang berupa koloidal lama-kelamaan akan mengendap bersama

kotoran-kotoran lain yang terdapat dalam air.

Aluminium sulfat yang ditambahkan memiliki kadar 14,5-17,5 % Al2O3 dan

jumlah aluminium sulfat yang dikonsumsi setiap harinya adalah 5600 kg

(maksimum), 800 kg (rata-rata), 400 kg (minimum).

Aluminium sulfat yang diinjeksikan dengan menggunakan pompa larutan

aluminium sulfat (53-GA-1015 A/B) kedalam aliran air mentah yang bertindak

sebagai koagulan. Pada saat operasi normal, satu pompa beroperasi dan satu lagi

pompa posisi siaga dan injeksinya diperkirakan 30 ppm. Dosis larutan

Aluminium sulfat dikontrol secara proporsi ke aliran masuk air mentah oleh

masing-masing pompa larutan aluminium sulfat secara otomatis. Masing-masing

pompa mempunyai kapasitas 400 liter/jam.

Larutan Aluminium sulfat yang dipompakan oleh 53-GA-1015 A/B diambil dari

salah satu tangki Alum (53-FA-1002 A/B) dengan volume tangki masing-masing

adalah 8000 liter. Operator mengisi/loading Aluminium sulfat di tangki

Aluminium sulfat secara manual dengan cara membuka katup ”service water”

yang berfungsi sebagai pengencer larutan tersebut, setelah di isi, operator dapat

menjalankan Agitator Aluminium sulfat (53-GD-1002 A/B) yang berfungsi

sebagai pengaduk larutan di dalam tangki, sehingga didapatkan konsentrasi

(20)

b. Natrium hidroksida (NaOH)

Berfungsi untuk menetralkan air akibat penambahan aluminium sulfat sehingga

pHnya berkisar antara 6 – 8.

Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2 H2O

Konsumsi NaOH setiap harinya adalah 3000 kg dengan kadar 45 %. Tetapi

penambahan NaOH ini tergantung dengan pH air, bila pHnya di bawah 6 baru

ditambahkan NaOH untuk menetralkannya. Natrium hidroksida diinjeksikan ke

pipa air masuk clarifier dengan menggunakan Clarifier Caustik Dosing Pump

(53-GA-1016 A/B) yang dikontrol secara proporsi berdasarkan ukuran pH air

mentah, pada normal operasi pemakaian dosis natrium hidroksida kira-kira 10

ppm.

Semua pompa larutan natrium hidroksida dikontrol dan diubah oleh variabel

speed drive dengan merubah kecepatan dari pompa. Pengaturannya dapat juga

dilakukan secara manual dengan mengatur kecepatan pada masing-masing

pompa dan kapasitas dari masing-masing pompa adalah 40 liter/jam.

c. Klorin (Cl2)

Tujuan utama penambahan gas klorin adalah untuk mematikan mikroorganisme

dalam air, disamping itu juga untuk mencegah tumbuhnya lumut pada dinding

clarifier yang akan mengganggu proses selanjutnya di Gravity Sand Filter

(53-FD-1002). Penambahan gas klorin sebanyak 120 kg/hari (3 ppm). klorin

diinjeksikan dalam bentuk gas yang disediakan dalam tabung klorin.

Pada masing-masing klorinator (53-FA-1017 A/B) disediakan satu tabung klorin

(21)

aliran dari ”service water” dengan bantuan ejector, sehingga air dari service

water sudah mengandung klorin saat masuk kedalam pipa air masuk clarifier.

Pada saat normal operasi injeksi klorin rata-rata 3 ppm.

d. Coagulant Aid (Polymer)

Berfungsi untuk mempercepat proses pengendapan, karena dengan penambahan

bahan ini akan membentuk gumpalan lumpur (flok) yang lebih besar sehingga

akan lebih mudah dan cepat diendapkan. Nama dagang dari coagulant aid ini

adalah Kurifloc.

Untuk koagulasi dibantu dengan pengadukan yang terjadi di primary chamber

yang terjadi di clarifier, larutan polimer (koagulatn aid) pada konsentrasi 0,5 %

yang dipompakan oleh Aid Tank Dosing Pump (53-GA-1017 A/B) kedalam

aliran pipa air masuk.

Pada saat normal operasi takaran injeksi larutan koagulant aid kira-kira 0,5 ppm

dan disediakan dua pompa yaitu satu beroperasi dan satu lagi dalam keadaan

siaga. Takaran injeksi larutan aid dikontrol secara otomatis berbanding dengan

jumlah aliran air yang masuk ke clarifier, masing-masing pompa mempunyai

kapasitas 260 liter/jam.

Larutan koagulant aid yang dipompakan diambil dari tangki aid (53-FA-1004

A/B) yang mempunyai volume 16 m3 dan sistem pengisian di tangki

menggunakan service water sebagai larutan pengencer masuk melalui sebuah

Polymer Wetting Cone yang diisikan dengan butiran-butiran koagulant aid.

(Bets Laboratories., 1991 )

2.4 Kapasitas Design Tangki Bahan Kimia

(22)

Model : Bundar-Vertikal, diatas tanah

Ukuran D x T (mm) : 1940 x 2000

Kapasitas (m3) : 5,9

Jumlah : Dua (2)

2.Tangko Natrium Hidroksida (53-FA-1003)

Ukuran D x T (mm) : 1450 x 1525

Jumlah : Satu (1)

3.Tangki Koagulant Aid(53-FA-1004)

Ukuran D x T (mm) : 2800 x 3200

Jumlah : Dua (2)

Clarifier dilengkapi dengan pengaduk dan penggaruk keduanya bekerja secara

kontinyu. Pengaduk (agitator) berfungsi untuk mempercepat terjadinya gumpalan

lumpur dan bekerja dengan kecepatan 1,05 – 4,2 rpm. Sedangkan penggaruk (rake)

berfungsi mencegah agar gumpalan lumpur tidak pekat di dasar clarifier dan bekerja

dengan kecepatan 0,033 rpm. Kotoran-kotoran yang mengendap bersama lumpur

(sludge) dikeluarkan dari bagian bawah clarifier sebagai buangan untuk dibuang ke

waste water pond melalui empat saluran pipa, tiga saluran continous blow down dan

(23)

bagian atas (over flow) untuk dibersihkan lagi dalam Gravity Sand Filter

(53-FD-1002). (Toyo Engineering Corp., 1985 )

2.5. Penjelasan aliran air masuk secara umum

Air mentah dipompakan dari sungai Peusangan yang berada di water intake,

Aceh Utara, NAD yang berjarak sekitar 25 km dari pabrik pupuk Iskandar Muda.

Supplier yang mendesign fasilitas pabrik pengolahan air adalah Thames Water Asia

Pasifik ( TWAP ) yang berasal dari Negara Australia, sedangkan yang membangun/

pemasangannya adalah Krakatau Engineering ( KE ).

2.5.1 Diagram proses aliran

Air dari sungai Peusangan dipompakan ke pabrik pengolahan air PIM 1,

masuk ke Clarifier (53-FD-1001) melalui pipa. Sebelum masuk ke clarifier di

injeksikan larutan Aluminium sulfat melalui pompa aluminium sulfat

GA-1015 A/B), larutan natrium hidroksida dengan pompa natrium hidroksida

(24)

GA-1016 A/B), larutan coagulant Aid dengan pompa (53- GA-1017 A/B) dan gas

klorin dengan klorinator (53-FA-1017 A/B).

Jumlah aliran bahan kimia yang masuk ke clarifier di kontrol secara

otomatis/manual sebanding dengan jumlah air yang masuk. Jumlah injeksi bahan

kimia tergantung dari turbiditas air sungai (Turbidity) dan keadaan operasi

dilapangan.

Clarifier ( 53-FD-1001 ) adalah model centriflock dan diuji dengan

aliran maksimum dari air mentah 700-800 ton/jam. hasil disimpan selama 3 jam

dalam clarifier dan design yang diizinkan untuk kenaikan maksimum dari

gumpalan Lumpur adalah 1,8 m3/jam/m2.

Clarifier adalah sebuah basin yang berbentuk bundar terbuat dari bahan

beton, dilengkapi juga dengan jembatan putar yang terbuat dari carbon steel dan

sebuah kap penahan (detention hood) yang terbuat dari High Density

Polyethelene.

Kecepatan dari jembatan putar dapat di atur dan operator dapat menyetel

di mechanical variator yang dipasang pada penggerak jembatan. Pada saat pabrik

normal operasi kecepatannya diatur kira-kira 5 putaran per jam.

Air mentah masuk dari bagian dasar clarifier dan naik terus ke central

colum yang kemudian jatuh kesekeliling daerah pengadukan yang berada

dibagian dalam central hood dan terus melalui endapan lumpur yang mengendap

di bagian bawah detention hood dan terus naik ke permukaan.

Air dari clarifier keluar melalui weir plate dan masuk ke talang

(25)

dinding clarifier. Selanjutnya aliran dari saluran tersebut masuk ke Clarified

Water Tank ( 53-FD-1004 ) secara gravitasi.

Di clarifier tersedia juga sebuah pengikis Lumpur (rake) yang

mengelilingi sepanjang lantai dasar clarifier. Rake mengumpulkan Lumpur yang

mengendap di scum box, Lumpur yang ada di scum box tersebut keluar melalui

pipa ke Slurry Effluent Pit ( 53-FB-1007 ) secara gravitasi. Pada masing-masing

dari 3 garis pipa lumpur dipasang katup yang dikontrol secara otomatis.

Operasi katup-katup tersebut dikontrol menurut waktu dan operator

dapat mengatur waktu pembukaan katup tersebut untuk membuang lumpur yang

sama. Banyaknya Lumpur yang dihasilkan di dalam clarifier dan berfungsi juga

untuk mempertahankan kestabilan level lumpur yang mengendap didasar

clarifier.

Kedua dari pengaduk dan pengikis diputar dengan clarifier traveling

bridge ( 53-GD-1002 ), dua Flocculator yaitu 53-GD-1001 A,B yang terletak pada bagian atas clarifier bersama dengan Travelling Bridge, hal ini memberikan

pergolakan dan menaikkan pengadukan didalam daerah pengadukan yang ditahan

oleh detention hood. ( Bagian Utility PIM 2., 2003 )

Kekeruhan adalah ukuran yang menggunakan efek cahaya sebagai dasar

untuk mengukur keadaan air baku dengan skala NTU (nephelo metrix turbidity

unit) atau JTU (jackson turbidity unit) atau FTU (formazin turbidity unit),

kekeruhan ini disebabkan oleh adanya benda tercampur atau benda koloid di

dalam air. Hal ini membuat perbedaan nyata dari segi estetika maupun dari segi

(26)

Koloid berasal dari kata “colla” (Yunani) artinya lengket/lem, karena

nampak seperti lapisan film atau dalam bentuk gelatin. Partikel – partikel koloid

umumya berasal dari kwarsa (pasir), tanah liat, sisa tanaman, ganggang, zat

organik dan lain-lain

Zat organik adalah zat yang pada umumnya merupakan bagian dari

binatang atau tumbuh-tumbuhan dengan komponen utamanya adalah karbon,

protein, dan lemak lipid. Zat organik ini mudah sekali mengalami pembusukan

oleh bakteri dengan menggunakan oksigen terlarut. Beberapa sifat koloid yang

penting :

1. Besarnya partikel

Partikel koloid mempunyai diameter antara 1 – 100 µm tidak dapat dilihat

dalam mikroskop. Partikel disper kasar lebih besar dari 100 µ m dan partikel

larutan sejati lebih kecil dari 1 µ m.

2. Penyaringan

Partikel koloid tidak dapat disaring dengan kertas saring biasa akan tetapi

dapat ditahan oleh penyaring ultra. Disper kasar dapat disaring dengan kertas

saring biasa.

(27)

Karena besarnya partikel koloid dan dispers kasar, zat ini sukar berdiffusi,

jadi berbeda dengan larutan sejati. Dari kecepatan diffusi koloid partikel,

temperatur, viskositas medium, dan bilangan Avogadro, Einstein dapat

memperoleh rumus untuk menentukan besarnya partkel – partikel koloid.

Partikel – partikel koloid suka mengendap akibat dari gravitasi. Suka untuk

mengendap ini ditentang oleh difusi. Pada saat kesetimbangan akan didapatkan,

bahwa pada bagian bawah konsentrasi partikel koloid lebih besar. Dari kecepatan

pengendapan atau sedimentasi, dapat ditentukan besar dan massa dari partikel

koloid. Kecepatan pengendapan dapat diperbesar dengan memperbesar gaya

gravitasi.

4. Rupa

Larutan koloid biasanya keruh dan menyerakkan sinar yang mengenai

larutan tersebut. Gejala ini disebut dengan efek Tyndall. Bila seberkas sinar

dilewatkan larutan koloid, sebagian sinar diserakkan dan sebagian diteruskan Sinar

yang terserak disebabkan oleh adanya partikel–partikel koloid yang nampak

sebagai butiran–butiran yang bercahaya didasar yang gelap.

Butiran ini selalu bergerak dengan jalan yang zig–zag yang disebut dengan

gerak Brown. Gerakan ini disebabkan oleh tumbukan molekul – molekul pelarut

kepada partikel – partikel koloid. Walaupun tumbukan ini lenting sempurna,

(28)

partikel koloid diameternya lebih besar, maka gerakannya lebih lambat daripada

molekul pelarut.

5. Luas Permukaan

Partikel – partikel koloid mempunyai luas permukaan yang sangat besar,

bila dibandingkan dengan partikel dari dispers kasar dengan massa yang sama.

Atas dasar ini larutan koloid mempunyai daya adsorpsi yang besar.

6. Muatan Listrik

Partikel – partikel koloid mempunyai muatan listrik akibat penyerapan

ion–ion dalam larutan. Muatan partikel ini dapat positif atau negatif. Muatan

listrik partikel dapat disebabkan oleh dua hal :

a. Ionisasi dari partikel koloidnya sendiri

b. Adsorpsi selektif ion – ion dalam larutan oleh partikel koloid

Adsorpsi selektif dari ion–ion dalam larutan oleh partikel koloid

menyebabkan terjadinya lapisan listrik rangkap, partikel koloid menyerap ion

positif, ion–ion ini kemudian menyerap ion negatif, tetapi jumlah – jumlahnya

yang diserap lebih sedikit dari ion positif yang ada.

Disini terjadi lapisan listrik rangkap, yang berkedudukan tetap. Antara

permukaan partikel koloid dan larutan terjadi beda potensial, yang disebut

potensial elektrokinetik atau tegangan zeta. Ion – ion positif dan negatif diluar

(29)

Partikel - partikel koloid dapat bergerak dalam medan listrik yang

bermuatan negative akan bergerak ke anoda dan yang bermuatan positif akan

bergerak ke katoda. Gerakan partikel koloid akibat adanya medan listrik disebut

forese atau elektroforese.

Bila pada pemakaian medan listrik partikel – partikel koloid ditahan tetap

pada tempatnya, maka pelarut akan bergerak kearah lawan dari gerakan partikel

dalam elektroforese, peristiwa ini disebut dengan elektro osmose. Stabilitas

partikel–partikel koloid terutam disebabkan karena partikel–partikel ini bermuatan

listrik sama, muatan yang sama saling tolak menolak, hingga mencegah koagulasi

atau flokulasi. Bila muatan listrik ini dihilangkan dengan cara tertentu, maka

partikel koloid akan bergabung dan kemudian mengendap.

Partikel koloid dapat diendapkan dengan penambahan koloid lain yang

muatannya sama atau umumnya dengan penambahan ion–ion dari elektrolit. Ion–

ion yang berfungsi ialah ion yang bermuatan lawan, disamping itu makin besar

muatan ion makin besar daya pengendapannya.

Koloid dapat bersifat Hidrofobik bila tidak menarik air atau bersifat Hidrofil

bila partikel–partikelnya menarik air. Koloid hidrofobik kadang–kadang dapat

dapat distabilkan dengan penambahan koloid hidrofil, koloid hidrofil demikian

disebut koloid pelindung. Akibat dari hal ini, koloid hidrofobik menjadi lebih

tahan terhadap pengaruh elektrolit, artinya lebih sukar mengendap.

Koloid yang berasal dari anion organik besar (asam humus/humat,

detergen, dan lain–lain yang bergugus asam di beberapa di tiap partikel)

umumnya dapat mengakibatkan Fouling / Clogging atau penyumbatan dalam

(30)

elektropositifnya. Karena melekat, ia merusak daya hantar setempat.(

Sebagian besar turbidimeter komersial tersedia untuk mengukur

turbiditas rendah yang memberikan indikasi-indikasi baik secara komperatif dari

intensitas penghamburan cahaya dalam satu arah utama. Turbidimeter tidak

standar seperti alat-alat penghambur adalah lebih sensitife dari pada nephalometer

terhadap partikel-partikel yang lebih besar dan dan berguna untuk proses

pengamatan.

Pada penghitungan turbiditas digunakan beberapa satuan diantaranya

Nephalometer turbidity units (NTU) dan Jason turbidity Units (JTU).dibawah ini

adalah rumus untuk menentukan turbiditas dalam satuan NTU.

Turbidity = A x ( B + C )

Klorinasi bisa memproduksi efek-efek yang berpengaruh. Sifat-sifat rasa

dan bau dari phenol dan senyawa-senyawa organic lain yang ada dalam

C

Keterangan :

A = NTU ditemukan dalam sample yang dicairkan

B = Volume dari air yang dilarutkan (ml)

C = Volume sample diambil untuk dilarutkan (ml)

(31)

persediaan air bisa diintensifikasi secara potensial, senyawa-senyawa

karsinogenik, klorooranik seperti kloroform bisa dibentuk.

Klorida diterapkan terhadap air dan elemen-elemennya atau bentuk

hipoklorit mengalami hidrolisis untuk membentuk klorin bebas yang berisikan

dari molekul-molekul larutan klorin cair, asam hipoklorit, dan ion hipoklorit.

Perbandingan relative dari bentuk klorin bebas adalah pH dan keterganrungan

temperature. Pada pH dari sebagian besar air, asam hipokloro dan ion

hipokloritakan mendominasi.

Klorin bebas bereaksi secara langsungdengan ammonia dan senyawa

yang bersifat nitrogen tertentu untuk membentuk kombinasi klorin. Ammonia

klorin bereaksi unuk membentuk kloroamin. (Greenberg.,A.E.,1985)

BAB 3

METODOLOGI PENELITIAN

(32)

1. Tabung klorin

2. pompa klorin

3. Clarifier

3.2. Bahan-bahan

1. Gas klorin

2. Sumber air bersih

3.3. Prosedur Kerja

1. Ditekan tombol power pada ruang kontrol pada posisi on.

2. Diatur penginjeksian klorin (klorinator 53-FA-1017 A/B)secara otomatis

berdasarkan laju air mentah yang masuk kedalam clarifier yang diatur oleh

katup kontrol klorinator dan laju detector (FY-8123 A/B).

3. Katup akan terbuka dan tertutup secara proporsi ke laju air mentah dengan

teratur berdasarkan dari Flow Raw Water Transmitter (FIT-8100). Indikasi

yang terdapat di PLC adalah klorinator yang beroperasi dan laju klorin.

4. Klorin diinjeksikan kedalam aliran dari “service water” dengan bantuan

ejector, sehingga air dari service water sudah mengandung klorin masuk

kedalam pipa air mentah.

BAB 4

(33)

Dari hasil pengamatan yang telah dilakukan, maka diperoleh data dalam tabel berikut:

Tabel 4.1. Hasil pengamatan turbiditas dan kandungan klorin

Tanggal 24 Januari 2009

Lokasi Unit Jam PH Turb, ppm = Abs x F Tot.Res.Cl2, ppm = ml PAO x F

Abs F Hasil PAO ml F Hasil

RW B 00.00 7.9 0,304 111,4143 34,08

OFC “ 00.00 7.1 0,017 111,4143 1,86 0,00 1,1692 0,00

SF “ 16.00 7.0 0,000 111,4143 0,000

FWT “ 12.45 7.1 0,001 111,4143 0,24 0,00 1,1692 0,00

PTB “ 0.00 7.0 0,00 1,1692 0,00

Keterangan :

RW = Raw Water

SF = Sand Filter

FWT = Fortable Water Tank

F = factor (ketentuan dalam pabrik)

Untuk data tanggal 24 Januari sampai 30 Januari terlampir.

4.2. Perhitungan

1. Menghitung jumlah Cl2 yang dinjeksikan jika flow raw water 800 m3/jam dan flow

(34)

Injeksi klorin = flow klorin Flow raw water = 2400 ppm

800 ppm = 3 ppm

2. Menghitung stroge pompa jika injeksi klorin 3 ppm, flow raw water 800 m3/jam,

dan kapasitas pompa 120 %.

Stroge pompa = flow raw water x injeksi klorin Kapasitas pompa

= 800 m3/jam x 3 ppm

120 %

= 20 %

4.3. Pembahasan

Dari hasil pengamatan yang telah dilakukan pada proses pabrik utilitas unit

clarifier, nilai turbiditas dan klorin sudah sesuai dengan skala indusri dan skala air

minum. Berdasarkan kondisi operasi pada clarifier sebaiknya ditambahkan suatu

sistem yaitu pembuatan hujan buatan (spray) untuk mencegah penguapan bahan kimia

gas Cl2 sehingga penggunaan Cl2 dapat diminimalisasikan.

BAB 5

(35)

• Turbiditas yang tinggi menyebabkan air menjadi keruh, membentuk deposit

pada pipa, alat, dan ketel sedangkan penambahan klorin dimaksudkan untuk

membunuh mikroorganisme dalam air dan mencegah timbulnya lumut pada

dinding clarifier yang akan mengganggu proses selanjutnya.

• Nilai turbiditas dan residu klorin dalam air pada PT. Pupuk Iskandar Muda

masih memenuhi standart air minum dan standar industri yang ditetapkan oleh

menteri lingkungan hidup, nilai turbiditas yang paling baik pada tanggal 22

Februari dimana nilai turbiditas dalam clarifier hingga FWT (filter water tank)

adalah 0,000 ppm. Sedangkan nilai residu klorin seluruhnya baik, dimana nilai

total residu klorinnya adalah 0,00 ppm.

5.2. Saran

Penginjeksian gas klorin yang mudah menguap sebaiknya dilakukan pada

malam hari dimana suhu udara berada dibawah suhu kamar. Turbiditas yang tinggi

menyebabkan penginjeksian aluminium sulfat dan natrium hidroksida meningkat, oleh

karena itu penginjeksian aluminium sulfat harus memenuhi standar produksi sehingga

dapat meminimalisasikan penggunaan natrium hidroksida.

(36)

Amry Dharma, dkk.,1993, Studi Evaluasi Sistem Pengolahan Air Minum & Air

Limbah, Laporan Kerja Praktek, Jurusan Teknik Lingkungan, Institut Teknologi

Bandung.

Bagian Utility PIM 2.,2003, Standard Operating Procedure, P.T PIM.

Betz Laboratories.,1991, Handbook of Industrial Water Conditioning, ninth edition,

USA.

Speight,J.G.,2002, Chemical and Process Design Handbook, McGraw-Hill, New

York.

Toyo Engineering Corp, Operation Manual Water Treatment Facility, Tokyo,

Japan..

Greenberg, A.E., 1985, Standard Methods for the Examination of Water and Waste

Water, sixteenth edition, port city press, United States America.

http://www.chem-is-try.org/?sect=belajar

LAMPIRAN

(37)

(38)

ml

RW B 00.00 7.9 0,469 111,4143 52,29

OFC “ 00.00 7.3 0,000 111,4143 0,000 0,00 1,1692 0,00

SF “ 20.00 7.1 0,000 111,4143 0,000

FWT “ 08.45 7.0 0,000 111,4143 0,000 0,00 1,1692 0,00

PTB “ 0.00 7.2 0,00 1,1692 0,00

Tanggal 23 januari 2009

Abs F Hasil PAO

ml

F Hasil

RW B 00.00 7.9 0,346 111,4143 38,50

OFC “ 00.00 7.3 0,002 111,4143 0,19 0,00 1,1692 0,00

SF “ 20.00 7.0 0,000 111,4143 0,000

FWT “ 08.45 7.0 0,000 111,4143 0,000 0,00 1,1692 0,00