Desain Instalasi Daur Ulang Air di Industri Migas Studi Kasus Kilang Minyak RU-VI Balongan, PT. Pertamina (Persero)

(1)

Bunga Rampai Teknologi Hijau dalam Rangka Rendah Karbon

88 RU-VI Balongan, PT. Pertamina (Persero)

Water Reuse Installation Design for Oil and Gas Industry Study Case of Refinery RU-VI

Balongan, PT. Pertamina (Persero)

IKBAL, SATMOKO YUDO*, NUSA IDAMAN SAID, ACHIRWAN S. DAN SETIYONO

Pusat Teknologi Lingkungan, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi. Puspiptek Area, Gedung 820 Geostek, Tangerang Selatan, Banten 15314

Telp. 021-75791381 Fax. 021-75791403 *e-mail : [email protected]

PENDAHULUAN

Saat ini konsumsi minyak Indonesia menunjukkan kecenderungan naik yang stabil, hal ini disebabkan jumlah penduduk yang terus bertumbuh, peningkatan jumlah penduduk kelas menengah, dan pertumbuhan ekonomi, sehingga permintaan untuk bahan bakar terus-menerus meningkat. Akan tetapi produksi domestik tidak bisa memenuhi permintaan domestik, maka Indonesia mengimpor sekitar 350.000 sampai 500.000 barel bahan bakar per hari dari beberapa negara.

Sumber : BPT Statistical Review of World Energy 2016

Gambar 7.1. Pertumbuhan Konsumsi Minyak di Indonesia

Dengan tingginya kebutuhan minyak, maka proses pengolahan minyak akan terus meningkat. Sedangkan air merupakan komponen penting dalam proses pengolahan minyak, kebutuhan air perhari sekitar 20.000 m3 s.d. 100.000 m3. Untuk memenuhi kebutuhan ini dibutuhkan sumber air baku yang besar dan ketersediaan air yang kontinyu. Akan tetapi dengan munculnya pencemaran air tanah maupun air permukaan, distribusi sumber air serta konsumsi pemakaian air yang tidak merata telah menyebabkan ketidak-seimbangan antara pasokan dan kebutuhan akan air. (Indonesia Investment, 2016).

(2)

89

Oleh karena itu, dewasa ini inovasi baru dalam hal penyediaan sumber air baku telah menjadi perhatian yang penting. Salah satu alternatif yang banyak mendapat perhatian di banyak negara di dunia adalah menggunakan daur ulang air limbah sebagai salat satu sumber air baku untuk penyediaan air (Nusa Idaman, 2006). Daur ulang air limbah tidak hanya mengatasi permasalahan pemenuhan kebutuhan air bersih, tetapi juga dapat mencapai beberapa keuntungan sekaligus, seperti konservasi suplai air bersih, meningkatkan perlindungan lingkungan perairan, serta meningkatkan keuntungan ekonomi dengan mengurangi kebutuhan sumber air dan infrastruktur, terutama di daerah dengan harga air bersih yang tinggi.

Tujuan dari penelitian ini adalah membuat desain instalasi daur ulang air limbah Kilang Minyak RU-VI Balongan, PT. Pertamina dengan kapasitas 50 m3 per jam.

BAHAN DAN METODE 1. Lokasi dan Waktu Penelitian

Lokasi penelitian berada di kawasan kilang minyak milik P.T. Pertamina yaitu RU-VI Balongan, Indramayu, Jawa Barat. Kegiatan survey dan pengambilan sampel dilakukan pada tanggal 30 Mei s.d. 2 Juni 2016. Survey meliputi identifikasi sumber air dan penggunaan air di RU-VI Balongan, potensi-potensi air buangan untuk dilakukan daur ulang, diskusi permasalahan penggunaan air dan daur ulang air limbah, serta melakukan pengambilan sampel air.

Gambar 7.2. Lokasi Kilang Minyak RU-VI Balongan, PT. Pertamina di Indramayu, Jawa Barat. 2. Metode Penelitian

Metodologi yang digunakan adalah analisis, kajian data primer dan sekunder yang ada, telaah pustaka, survey lapangan dan koordinasi dengan pihak terkait.

(3)

90

Sedangkan tahapan dalam rencana kegiatan yang akan dilakukan selama perancangan ini berlangsung, secara garis besar adalah:

a. Tahap Kajian dan Studi Pustaka yang meliputi :

 Kajian pustaka proses pengolahan air limbah di industri migas,  Kajian pustaka pengelolaan air di industri migas,

 Kajian pustaka teknologi pengolahan air limbah di industri migas,  Kajian pustaka teknologi pengolahan daur ulang air di industri migas.

b. Survey ke Industri migas.

 Survey identifikasi sumber air baku, proses pengolahan air baku, proses penggunaan air

 Survey identifikasi sumber limbah, proses pengolahan limbah, kapasitas instalasi pengolahan limbah,

c. Sampling Air

 Melakukan pengambilan sample air baku, air olahan limbah dan air buangan industri.

d. Analisis

 Melakukan analisis hasil laboratorium kualitas air dari air baku, air inlet dan outlet air limbah, air outlet kilang minyak.

e. Penyusunan Alternatif Pemecahan Permasalahan Sistem

 Melakukan penyusunan alternatif sistem dan teknologi pengolahan daur ulang air khususnya dari air olahan limbah yang ada di industri migas.

f. Pembuatan Desain

 Melakukan pembuatan desain instalasi daur ulang air di industri migas.

3. Konsep Pengolahan Daur Ulang Air Limbah

Konsep umum daur ulang adalah melakukan pengolahan air limbah untuk dijadikan air bersih, dengan menggunakan kombinasi proses pra-pengolahan (preliminary treatment), pengolahan primer (primary treatment), pengolahan primer lanjutan (advanced primary treatment), pengolahan sekunder (secondary treatment), dan pengolahan tersier (tertiary/advanced treatment). Dengan kombinasi proses tersebut dapat mengolah air limbah sampai menghasilkan air olahan dengan kualitas sebagai air minum. Tabel 1 menunjukan tipikal kualitas air dari berbagai tingkatan pengolahan. Tidak ada satupun proses tunggal yang mampu menghasilkan air dengan kualitas yang memenuhi persyaratan kesehatan secara

(4)

91

konsisten. Oleh karena itu, untuk menghasilkan kualitas air yang diinginkan, diperlukan serangkaian tahapan proses.

4. Proses Daur Ulang Air Limbah

Persyaratan kualitas air untuk daur ulang air limbah bermacam-macam tergantung pada jenis penggunaannya seperti terlihat pada Tabel 6.2 Teknologi daur ulang air limbah saat ini pada umumnya sama dengan teknik yang digunakan untuk pengolahan air minum atau air limbah. Namun pada kasus tertentu diperlukan proses pengolahan tambahan untuk menghilangkan kontaminasi fisik dan kimia tertentu, serta untuk menonaktifkan dan menghilangkan mikroorganisme patogen.

Ringkasan tipe unit operasi dan proses yang umum digunakan untuk proses daur ulang air limbah serta kontaminan yang dihilangkan dapat dilihat pada Tabel 2. Untuk mengkaji beberapa konsep dan teknologi yang penting untuk proses daur ulang lair limbah (wastewater reuse), beberpa hal yang perlu diperhatikan adalah pertama : kehandalan proses pengolahan (treatment process reliability), ke dua adalah penghilangan partikel tersuspensi dan kekeruhan, dan yang ke ke tiga adalah pengolahan khusus serta contohnya dari kombinasi pengolahan lanjut proses reklamasi.

Tabel 7.1. Tipikal Kualitas Air dari Berbagai Tingkat Pengolahan

No. Tingkat Pengolahan

B O D ( m g/ l) C O D ( m g/ l) SS (m g/ l) K ek er u h an ( m g/ l) Fo sf o r (m g/ l) N H4 -N ( m g/ l) Wa rn a (U n it P t-C o ) K o lif o rm (M PN /1 0 0 m l)

1. Air limbah segar (belum

diolah) 300 500 250 - 12 25 - 10 6 2. Pengolahan Primer (1) 200 250 100 - 9 25 - 107 3. Pengolahan Sekunder (2) 30 60 30 - 6 25 - 108b 4. 1 + 2 + filtrasi (3) 5 40 10 5 6 25 30 < 2,2c 5. 1 + 2 + koagulasi + sedimentasi (4) + 3 2 30 < 1 < 1 < 1 25 30 < 2,2c 6. 1 + 2 + 4 karbon aktif (5) + 3 < 1 10 < 1 < 1 < 1 25 10 < 2,2c Keterangan :

(5)

92

a

NH4-N dapat tereduksi dengan tambahan tahapan nitrifikasi

b_{Koliform dapat tereduksi dengan tambahan tahapan desinfeksi} c

Tingkat koliform actual tergantung mode operasi dan derajat desinfeksi

Tabel 7.2. Penggunaan Daur Ulang Air Limbah dan Kendala Potensial yang Dihadapi

No Penggunaan Daur Ulang Air Limbah Kendala Potensial

1 Irigasi Pertanian :  Pertanian Produksi  Pembibitan Komersial

Jika tidak dikelola dengan baik dapat menyebabkan polusi air permukaan atau air tanah

2 Irigasi Landscape :  Taman  Halaman selkolah/perkantoran  Lapangan Golf  Jalan raya  Jalur Hijau  Makam  Perumahan dll

Penerimaan mayarakat thd produk hasil pertaninan

Kendala penerimaan masyarakat dalam hubungannya dengan masalah kesehatan masyarakat, patogen, virus, bakteria dll.

Masalah biaya yang relatif lebih besar

3 Penggunaan Untuk Industri :  Pendingin

 Umpan Bioler  Air Proses

 Pekerjaan Konstruksi

Problem scale (kerak), korosi, concern kesehatan masyarakat khusunya mengenai transmisi patogen lewat aerosol di dalam cooling tower.

4 Recharge Air Tanah :  Pengisian Air Tanah  Kontrol Intrusi Air Laut

 Kontrol Tanah Ambles (Land subsidence)

Polutan organik, logam berat, patogen, nitrat

5 Rekerasi dan Fungsi Lingkungan :  Untuk pengisian danau/kolam  Perikanan dll

Masalah kesehatan masyarakat khususnya dalam hubungannya dengan bakteria, virus, patogen

Eutrophikasi akibat nutrien N, P 6 Keperluan Umum :

 Air Pemadam kebakaran

 Air Pendingin Udara (Air Conditioning/AC)  Air Bilas Toilet (Toilet Flushing), dll.

concern kesehatan masyarakat khususnya mengenai transmisi patogen lewat aerosol.

Pengaruh kualitas air, Problem scale (kerak), korosi

7 Suplai Air bersih (Potable Reuse) :

 Penambahan pada reservoir air bersih  Suplai ke dalam perpipaan air bersih

Masalah polutan mikro dan efek toksisitas, patogen.

Estetika dan penerimaan masyarakat. Transmisi virus dan patogen lainnya. Sumber : Metcalf and Eddys, 1991

(6)

93

Tabel 7.3. Unit Proses Atau Unit Operasi Yang Digunkan Untuk Proses Daur Ulang Air Limbah

Serta Kontaminan Potensial yang dapat Dihilangkan

KONTAMINAN AIR LIMBAH

UNIT PROSES ATAU UNIT OPERASI

P en go la h an P ri m e r Lu m p u r A kt if N it ri fi ka si D en it ri fi ka si Tr ick lin g Fi lt e r R B C K o ag u la si -F lo ku la si -Se d im en ta si Fi lt e r se te la h Lu m p u r A kt if A d so rb si d gn K ar b o n A kt if A m m o n ia S tr ip p in g P er tu ka ra n Io n Se le kt if K h lo ri n as i B re ak P o in t R ev er se O sm o si s O ve rl an d F lo w Ir ig as i In fi lt ra si P e rk o la si K h lo ri n as i O zo n BOD x + + o + + + x + x + + + + o COD x + + o + + + x x o x + + + + + TSS + + + o + + + + + + + + + + NH3-N o + + x + o x x + + + + + + NO3-N + x o x Phospor o x + + + + + + + + + Alkalinitas x x + x Minyak dan Grease + + + x x + + + Total Coliform + + o + + + + + + + + TDS Arsen (As) x x x x + o Barium (Ba) x o x o Cadmium (Cd) x + + o x + x o Chromium (Cr) x + + o + + x x Tembaga (Copper) x + + + + + o x Fluoride x o Besi (Iron) x + + x + + + + Lead (Pb) + + + x + + o x Mangan (Mn) o x x o x + x + Merkuri (Hg) o o o o + o x o Selenium (Se) o o o o + o Perak (Silver, Ag) + + + x + x Zinc (Zn) x x + + + + + + Warna (Color) o x x o + x + + + + + + Foaming Agent (deterjen) x + + + x + + + + + o Kekeruhan (turbidity) x + + o x + + + + + + + TOC x + + o x + x + o o + + + + + Simbol :

o = Penghilangan konsentrasi influent 25% x = Penghilangan konsentrasi influent 25–50%. + = Penghilangan konsentrasi influent >50%. blank = tidak ada data.

(Sumber : Metcalf and Eddys, 1991)

Pada saat ini kecenderungan penggunaan daur ulang air limbah di perkotaan misalnya perkantoran, hotel, industri dan lainnya, telah menjadi perhatian yang besar bagi masyarakat. Penggunaan daur ulang air limbah di daerah perkotaan umumnya digunakan untuk flushing toilet, irigasi landskap atau siram taman, pengisian kembali air tanah, untuk keperluan rekreasi, untuk air pendingin industri dan lainnya. Pertimbangan utama di dalam penggunaan daur ulang air limbah adalah resiko kesehatan yang diakibatkan oleh senyawa

(7)

94

polutan organik dan mikroorganisme patogen, serta penerimaan masyarakat yang berkaitan dengan nilai estetika.

Untuk mendapatkan efisiensi penghilangan atau inaktifasi virus dan mikroorganisme patogen ada dua kriteria operasional yang penting yang harus dipenuhi yaitu pertama : konsentrasi padatan tersuspensi (suspended solids) dan kekeruhan di dalam air efluen harus rendah sebelum dilakukan proses disinfeksi. Hal ini dapat meningkatkan efisiensi serta mengurangi kebutuhan khlorine. Yang kedua, dosis disinfektan yang ditambahkan dan waktu kontak dengan air yang diolah harus cukup.

Untuk menghilangkan padatan tersuspensi dan kekeruhan umumnya menggunakan proses pengolahan tersier dengan proses filtrasi dengan media granular misalnya dengan karbon aktif. Dengan proses tersebut dapat menurunkan konsentrasi padatan tersuspensi yang ada di dalam efluen sekunder, dan dapat menurunkan konsentrasi zat organik yang dapat bereaksi dengan disinfektan, serta untuk meningkatkan kualitas estetika dengan menghilangkan kekeruhan. Di dalam proses daur ulang air limbah proses filtrasi dilakukan untuk proses tahap akhir sebelum disinfeksi atau sebagai tahap antara (intermediate) di dalam pengolahan lanjutan (advanced treatment).

HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Sumber Air Baku

Sumber air yang digunakan untuk mensuplay air di kilang minyak Balongan berasal dari Waduk Salam Darma, dari sungai Cipunegara dan sungai Tarum Timur, di desa Rejasari, Kabupaten Subang, Jawa Barat. Berjarak kurang lebih 65 km dari Balongan ke arah Subang. Pengangkutan dilakukan secara pipanisasi dengan pipa berukuran 24 inchi dan kecepatan operasi normal 1.100 m3/jam serta kecepatan maksimum 1.200 m3/jam.

Air sumber tersebut sebelum dikirim ke Balongan, diolah terlebih dahulu menjadi air bersih kemudian dipompa ke kilang minyak Balongan.Air tersebut berfungsi untuk steam boiler, heat exchangers (sebagai pendingin), air minum, dan kebutuhan perumahan. Dalam pemanfaatan air, kilang Balongan ini mengolah kembali air buangan dengan sistem wasted water treatment, di mana air keluaran di-recycle ke sistem ini. Secara spesifik tugas unit ini adalah memperbaiki kualitas effluent parameter NH3, fenol, dan COD sesuai dengan persyaratan lingkungan.

(8)

95

Sumber : RU VI Balongan, PT. Pertamina

Gambar 7.3. Lokasi Sumber Air Baku di Waduk Salam Darma, Kabupaten Subang

Gambar 7.4. Pengolahan air baku di Waduk Salam Darma, Kabupaten Subang 2. Proses Pengolahan Air untuk Kilang Minyak Balongan

Air baku dari sungai Cipunegara dan sungai Tarum Timur dialirkan ke dalam Grit Chamber. Grit Chamber adalah tempat proses pengolahan air terjadi dimana fungsi Grit Chamber ini adalah menghilangkan tanah kasar, pasir dan partikel halus mineral dari air yang akan diolah sehingga tidak mengendap dalam saluran ataupun pipa dan melindungi pompa dan mesin dari abrasi. Secara teoretis, partikel yang bisa diendapkan oleh Grit Chamber ini adalah partikel yang berukuran >200 mm.

(9)

96

Kemudian air di bak grit chamber di pompa ke bak clarifier. Bak clarifier berfungsi sebagai tempat pengolahan air tahap pertama yaitu proses penjernihan air untuk menghilangkan zat padat dalam bentuk suspensi dengan jalan netralisasi, sedimentasi, koagulasi, dan filtrasi. Sebelum ke bak clarifier air diinjeksi oleh bahan kimia Cl2 (klorin) dan soda caustik.

Tujuan utama penambahan zat klorin (Cl2) adalah untuk mematikan mikroorganisme dalam air, disamping itu juga untuk mencegah tumbuhnya lumut pada dinding clarifier dan akan mengganggu proses selanjutnya. Sedangkan soda caustik berfungsi untuk menetralkan air akibat penambahan alum sehingga pHnya berkisar antara 6 - 8.

Setelah melalui bak clarifier air dialirkan ke bak filter secara gravitasi untuk menyaring partikel-partikel halus. Kemudian air diijeksi lagi dengan klor dan soda kautik sebelum ditampung ke bak penampungan. Air dari bak penampungan kemudian di pompa ke dua buah tangki penampung yang mempunyai volume masing-masing sebesar 2.200 m3.

Air bersih dari 2 buah tangki penampung ini kemudian dialirkan melalui perpipaan dengan pompa ke kilang minyak Balongan sejauh 65 km.

Foto Clarifier Foto Lokasi Grit Chamber Foto Bak Grit Chamber

Foto Gravity Filter Tangki Air Olahan Foto Sungai Tarung Timur Sumber : RU VI Balongan, PT. Pertamina

(10)

97

3. Penggunaan Air di Kilang Minyak Balongan

Air hasil olahan dari Water Treatment Plant Salam Darma, Subang, Jawa Barat dikirim dan ditampung di 2 (dua) buah tangki dengan kapasitas masing-masing 66.000 m3 dan dilengkapi pompa transfer. Kemudian air tawar tersebut didistribusikan sesuai fungsinya (lihat Gambar 7.6) :

 Sebagai make-up cooling tower system sebesar 500 m3/jam (62,5%),

 Sebagai air untuk bahan baku demineralisasi plant sebesar 265 m3/jam (33,1%),  Sebagai air minum (drinking water) untuk perkantoran & perumahan sebesar 25

m3/jam (3,1%),

 Sebagai air untuk kebutuhan plant (service water plant) sebesar 10 m3/jam (1,2%) dan

 Sebagai air untuk pemadam kebakaran (fire water) 0,8 m3/jam (0,1%).

Terlihat bahwa penggunaan air terbesar adalah untuk penambah air yang digunakan untuk mengganti air akibat proses penguapan (make-up cooling tower) yang berfungsi untuk mendinginkan operasi unit-unit proses dan peralatan yang ada di dalam kilang minyak. Cooling tower dan proses demineralisasi merupakan proses di kilang yang membutuhkan air paling besar, berikut ini adalah fungsi dan cara kerja dari kedua proses tersebut.

a. Cooling Water System

Fungsi cooling water system adalah mensupply air pendingin untuk keperluan operasi unit-unit proses, Utilities, dan area offsite (Tanki & Pengolahan Limbah). Cooling water system digunakan sebagai pendingin peralatan Kilang, antara lain :

 Pendingin dari peralatan (pompa, kompresor, turbine generator),

 Pendinginan proses (fase uap hydrocarbon menjadi liquid di condensor),  Pendinginan produksi (penurunan temperatur minyak sblm masuk ke tanki),  Sebagai media pendinginan pelumas.

(11)

98

Gambar 7.6. Sistem Cooling Tower di kilang minyak RU-VI Balongan

Cara kerja cooling tower secara umum adalah sebagai berikut :

 Air pendingin yang keluar dari proses (HE, kondenser, dll) dialirkan menuju cooling tower (C) masuk melalui bagian atas menara.

 Udara masuk melalui sirip-sirip di bagian samping menara dan mendinginkan air.  Udara keluar melalui bagian atas menara.

 Air yang telah didinginkan tertampung dalam bak (basin) dibagian bawah cooling tower untuk kemudian dipompakan lagi menuju proses sebagai air pendingin.  Air yang hilang akibat penguapan (E), terbawa angin (W) dan blowdown (D) diganti

dengan air make-up (M).

 Blow down adalah air pembilasan sebagian dari konsentrasi mineral yang tinggi dari cooling tower. Berfungsi untuk mengendalikan konsentrasi padatan terlarut/TDS dan total padatan tersuspensi dalam cooling tower. Air buangan dari blow down memiliki kandungan mineral (TDS) yang cukup tinggi dapat berkisar 500 – 1.300 ppm.

 Air buangan blow down berkisar 60 – 90 m3/jam.

Berikut adalah hubungan yang mengatur untuk laju aliran make up, penguapan dan terbawa angin, tingkat blow down, dan siklus konsentrasi di sistem cooling tower:

M = Make-up water (gal/min); C = Circulating water (gal/min); D = Blow down water (gal/min); E = Evaporated water (gal/min);

(12)

99

terlarut . biasanya chlorides), ppm XM = Konsentrasi chlorides pada make-up

water (M), ppm

XC = Konsentrasi chlorides pada circulating

water (C), ppm Cycles = Siklus konsentrasi = XC / XM

ppm = parts per million berat Neraca massa air pada system ini adalah:

M = E + D + W

b. Demineralisasi

Sistem demineralisasi berfungsi menghilangkan / meminimized Impurities (Suspended Solid, Ion Cation, Ion Anion, Chlorine, CO2, dan Zat Organik) yang terdapat dalam air, sehingga air yang dihasilkan mempunyai kemurnian yang tinggi dan sesuai dengan spesifikasi sebagai feed boiler. Bahan baku unit demineralisasi adalah raw water yang telah melalui proses pre-treatment di water intake facility Salam Darma, Subang, Jawa Barat.

(13)

100

4. Pengolahan Air Limbah di Industri Migas

Limbah yang dihasilkan industri minyak bumi umumnya mengandung logam-logam berat maupun senyawa yang berbahaya. Selain logam berat, limbah, atau air buangan industri, minyak bumi juga mengandung senyawa-senyawa hidrokarbon yang sangat rawan terhadap bahaya kebakaran.

Dalam setiap kegiatan industri, air buangan yang keluar dari kawasan industri minyak bumi harus diolah terlebih dahulu dalam unit pengolahan limbah, sehingga air buangan yang telah diproses dapat memenuhi spesifikasi dan persyaratan yang telah ditentukan oleh pemerintah. Untuk mencapai tujuan tersebut, maka dibangun unit Sewage dan Effluent Water Treatment di PT. Pertamina Balongan ini.

Secara garis besar effluent water treatment di PT. Pertamina Balongan dibagi menjadi dua, yaitu air limbah yang mengandung minyak dilakukan pengolahan pendahuluan di unit pemisah minyak, selanjutnya diolah menggunakan proses biologi lumpur aktif untuk menghilangkan kandungan senyawa organik. Sedangkan untuk air limbah yang dihasilkan dari kegiatan domestik dialirkan langsung ke unit IPAL lumpur aktif. Untuk air limbah domestik dialirkan dan diolah langsung di Unit IPAL lumpur aktif.

Air limbah yang keluar dari proses Sour Water Stripped (SWS) dialirkan ke bak pengumpul efluen proses (Process Effluent Pit) dan selanjutnya diolah di IPAL lumpur aktif. Air limbah yang dihasilkan dari proses desalting dialirkan ke bak pengendap, kemudian air limpasannya dialirkan ke unit pemisah minyak (CPI Separator), dan ditampung di bak pengumpul air umpan DAF (Disolved Air Floatation). Air ballast atau air hujan yang terkontaminasi minyak dialirkan ke unit pemisah minyak (API Separator), dan air limpasnnya dimasukkan ke bak pengumpul air umpan DAF.

Selanjutnya, dari bak pengumpul air umpan DAF air limbah diolah dengan menggunakan proses pengapungan (Air Flotation Unit - AFU) untuk menghilangkan senyawa minyak yang masih tersisa. Air olahan dari AFU selanjutnya dialirkan ke unit CPI separator dan kemudian dimasukkan ke bak pengumpul efluen proses (Process Effluent Pit, PEP). Dari PEM air limbah diolah bersama sama dengan air limbah domestik di IPAL lumpur aktif untuk menghilangakan polutan organik. Air olahan dari IPAL lumpur aktif dialirkan ke Outlet Impounding Basin (OIB), dan selanjutnya dialirkan ke lagoon untuk proses stabilisasi. Air limpasan dari lagoon merupakan air olahan dan dibuang ke saluran umum. Kapasitas pengolahan unit IPAL lumpur aktif saat ini sekitar 170 -180 m3 per jam. Diagram Proses Pengolahan Air Limbah Pengolahan Air Limbah Balongan PT. Pertamina secara rinci dapat dilihat pada Gambar 7.8.

(14)

101

Gambar 7.8. Diagram proses pengolahan air limbah pengolahan air limbah RU-VI Balongan 5. Potensi Air Buangan yang dapat di Daur Ulang

Dalam menentukan kapasitas instalasi daur ulang perlu diketahui potensi jumlah air buangan apa saja yang dapat di daur ulang. Dari hasil survey diketahui potensi dan kapasitas jumlah air buangan yang dapat di daur ulang menjadi air bersih adalah sebagai berikut:

Blowdown Cooling Tower : (60 ~ 90) m3/jam Outlet IPAL (WWTP) : 150 m3/jam Outlet Lagoon : > 200 m3/jam

Kapasitas jumlah air buangan di atas merupakan dasar dari perencanaan desain instalasi daur ulang air yang akan dibuat.

Tabel 7.4. Hasil Analisa Lab Outlet Sumber Air, Air Blow down dan Outlet Lagoon

NO PARAMETER SATUAN Fresh

Water Outlet Lagoon Outlet WWTP Outlet Blow down 1. DHL µs/cm 408,00 2.010,00 961,0 1065 2. Kesadahan Total mg/l CaCO3 68,07 140,14

(15)

102

Sementara 4. Khlorida (Cl-) mg/l 111,38 1.313,50 5. Silica (SiO2) mg/l < 0,005 < 0,005 6. TDS NTU 213,00 838,00 445,0 671 7. Alkalinitas mg/l 100,79 279,38 8. BOD-5 PtCo 3,60 1,10 2,20 9. COD mg/l 11,20 4,80 20,0 10. H2S mg/l < 0,001 < 0,001 11. NH3-N mg/l 0,12 0,21 0,2 12. Phenol mg/l < 0,0001 < 0,0001 13. pH - 6,51 6,89 6,89 8,03 14. Suhu °C 28,4 28,4 28,6 28,5 15. Besi (Fe) mg/l 0,017 0,082

16. Minyak & Lemak mg/l < 10 < 10

17. TSS mg/l 41 54,29 1975

18. Klorin mg/l - < 0,001

19. CO2 mg/l - 7,14

20. KMnO4 mg/KMnO4/l 9,2 13,29 11,97

Sumber : Hasil analisa laboratorium IPB, Juli 2016 Bogor

Dari tabel hasil analisa diatas terlihat komponen utama polutan dalam air olahan (outlet) WWTP dan outlet lagoon adalah senyawa organik sementara dai Blow down Cooling Tower adalah senyawa anorganik. Bila dilihat dari hasil analisa kualitas air, maka yang paling berpotensi untuk didaur ulang adalah air dari lagoon, karena disamping kualitasnya cukup bagus jumlahnya juga paling banyak.

Berdasarkan karakteristik air buangan ini, kemudian dirancang sistem daur ulang air yang tepat dan sesuai.

6. Desain Instalasi Daur Ulang Air Buangan dari Blow Down Cooling Tower

Karena polutan utama yang dikandung air blow down adalah senyawa-senyawa kimia anorganik. Senyawa kimia ini berasal dari sisa-sisa bahan kimia yang ditambahkan kedalam air untuk pendingin yang berfungsi untuk mencegah terjadinya kerak dan endapan pada pipa-pipa unit pendingin. Proses pengolahan lanjut yang tepat digunakan adalah dengan proses kimia-fisika (Gambar 7.9) atau proses pertukaran ion (Gambar 7.10).

a. Proses Kimia – Fisika

Air blowdown cooling tower dialirkan kedalam tangki pencampur. Kedalam tangki ini ditambahkan bahan-bahan kimia untuk proses koagulasi dan flokulasi yaitu mengikat

(16)

103

polutan-polutan dalam air membentuk partikel berukuran lebih besar, lebih berat sehingga mudah dipisahkan dalam tangki sedimentasi secara gravitasi. Endapan lumpur kimia dikeluarkan dari dasar tangki, over flow dialirkan kedalam unit filtrasi untuk menghilangkan partikel-partikel halus dengan proses penyaringan. Unit saringan bisa terdiri atas beberapa tahap, seperti saringan pasir dan karbon, saringan manganis dan ultra filtrasi menggunakan membran. Diharapkan kualitas air daur dari unit filtrasi sudah setara dengan air bersih dari IPA sehingga bisa langsung digunakan.

Gambar 7.9. Diagram Alir Pengolahan Air Limbah dan Daur Ulang Air Blowdown Cooling

Tower Dengan Proses Kimia – Fisika

b. Proses Pertukaran Ion

Pada proses ini, air blow down cooling tower dialirkan kedalam tangki yang sudah diisi dengan media ion exchange. Ion exchange bisa berupa kation maupun berupa anion. Selama proses pegaliran, akan terjadi pertukaran ion-ion dari polutan dalam air dengan ion pada media ion exange. Diharapkan kualitas air yang keluar dari unit ini sudah setara dengan air bersih dari IPA sehingga bisa langsung digunakan.

(17)

104

Gambar 7.10. Diagram Alir Pengolahan Air Limbah dan Daur Ulang Air Blow down Cooling

Tower dengan Proses Pertukaran Ion (Ion Exchange)

7. Desain Instalasi Daur Ulang Air Buangan dari Instalasi Pengolah Air Limbah (IPAL/WWTP)

Sisa-sisa polutan utamanya pada air olahan atau air buangan dari IPAL atau Wastewater Treatment Plant (WWTP) kilang minyak adalah senyawa-senyawa organik sederhana. Untuk itu sistem pengolahan lanjutan untuk daur ulang air yang dipilih adalah proses biologi aerob yang dikombinasikan dengan proses fisika yaitu proses filtrasi. Air olahan (outlet) WWTP diumpankan kedalam reaktor biologi aerob (bioreaktor aerob). Disini polutan-polutan organik akan dirikan menjadi senyawa sederhana yang sudah stabil seperti H2O, CO2 dan NO2 oleh mikroba aerob. Untuk mempercepat proses penguraian, bioreaktor diisi dengan media biofilter berupa “sarang tawor” untuk tempat tumbuh dan berkembang biak mikroba. Dari bioreaktor, air olahan mengalir masuk bak sedimentasi untuk memisahkan mikroba yang ikut mengalir. Endapan mikroba dikembalikan kedalam bioreaktor. Over flow bioreaktor dialirkan masuk unit filtrasi untuk menghilangkan partikel-partikel halus dengan proses penyaringan. Unit saringan bisa terdiri atas beberapa tahap, seperti saringan pasir dan karbon, saringan manganis dan ultra filtrasi menggunakan membran. Diharapkan kualitas air daur dari unit filtrasi sudah setara dengan air bersih dari IPA sehingga bisa langsung digunakan. Rangkaian sistem pengolahannya seperti pada Gambar 7.11.

Gambar 7.11. Diagram Alir Pengolahan Air Limbah dan Daur Ulang Air Outlet IPAL Dengan

Komibinasi Proses Biologi Dengan Proses Fisika

8. Desain Instalasi Daur Ulang Air dari Outlet Lagoon

Air outlet lagoon adalah gabungan air olahan WWTP dan air dari blow down cooling tower, sehingga polutan - polutan yang dikandungnya merupakan gabungan bahan-bahan kimia organik dan kimia anorganik. Untuk itu, proses daur ulang air yang akan diaplikasikan disini adalah kombinasi proses kimia-fisika dengan proses biologi. Rangkaian sistem pengolahannya seperti pada Gambar 7.12, yaitu gabungan antara Gambar 7.9 dengan Gambar 7.11. Proses

(18)

105

kimia dan sedimentasi pada tahap awal adalah untuk memisahkan bahan-bahan kimia anorganik, sedangkan proses biologi untuk menghilangkan poloutan-polutan organik yang masih tersisa. Pada tahap akhir, proses filtrasi adalah untuk menyaring butiran-butiran halus yang mungkin masih tersisa.

Gambar 7.12. Diagram Alir Pengolahan Air Limbah dan Daur Ulang Air Outlet Lagoon Dengan

Kombinasi Proses Kimia, Biologi dan Fisika

9. Desain Instalasi Daur Ulang Air di Industri Migas

Bila dilihat dari hasil analisa kualitas air buangan (outlet), maka yang paling berpotensi untuk didaur ulang adalah air dari outlet lagoon, karena disamping kualitasnya cukup bagus jumlahnya juga paling banyak. Sehingga berdasarkan karakteristik air buangan ini, kemudian dirancang sistem daur ulang air yang tepat dan sesuai.

Air baku yang akan didaur ulang diambil dari lagoon yang merupakan penampungan dan stabilisasi air hasil olahan unit pengolahan air limbah dengan sistem lumpur aktif. Air dari lagoon dipompa ke unit biofilter aerobik yang terdiri dari bak pengendap awal, biofilter aerobik dan bak pengendap akhir. air olahan dari unit biofilter aerobik di alirkan ke bak penampung antara (Gambar 7.13).

Dari bak penampung antara, air dipompa ke filter multi media, filter karbon aktif, dan cartridge bag filter, dan selanjutnya dialirkan ke tangki air umpan ultrafiltrasi. air olahan dari unit ultrafiltrasi merupakan air hasil olahan yang siap untuk digunakan kembali (reuse). diagram daur ulang air limbah menjadi air bersih dengan proses biofiltrasi, filtrasi pasir cepat, filtrasi karbon aktif dan ultrafiltrasi dapat dilihat seperti pada Gambar 7.14.

Desain instalasi daur ulang air buangan ditetapkan dua alternatif, alternatif pertama adalah menghasilkan air bersih dengan kombinasi dari unit biofilter aerobik dengan media sarang tawon, unit penyaring secara bertahap dan membran ultra filtrasi (UF). Sedangkan alternatif kedua (Gambar 7.15) untuk meningkatkan kualitas air setara air minum yaitu dengan

(19)

106

kombinasi dari unit biofilter aerobik dengan media sarang tawon, unit penyaring secara bertahap dan membran ultra filtrasi serta ditambah unit membran reverse osmosis (RO).

Gambar 7.13. Diagram IPAL eksisting dan Desain Instalasi Daur Ulang Air Limbah Menjadi Air

(20)

107

Gambar 7.14. Alternatif kesatu Desain Instalasi Daur Ulang dengan Ultrafiltrasi

Gambar 7.15. Alternatif kedua untuk meningkatkan kualitas air Desain Instalasi Daur Ulang

(21)

108

KESIMPULAN

Secara garis besar dapat disimpulkan bahwa terdapat 3 (tiga) sumber potensi air buangan yang dapat di daur ulang, yaitu air buangan dari outlet blow down cooling tower, outlet IPAL (WWTP) dan outlet lagoon.

Masing-masing sumber potensi air buangan tersebut mempunyai karakteristik yang berbeda sesuai dengan hasil analisa kualitas air buangannya.

Air outlet lagoon adalah gabungan air olahan WWTP dan air dari blow down cooling tower, sehingga polutan-polutan yang dikandungnya merupakan gabungan bahan-bahan kimia organik dan kimia anorganik. Untuk itu, proses daur ulang air yang akan diaplikasikan disini adalah kombinasi proses kimia-fisika dengan proses biologi.

Dari hasil analisa kualitas air buangan tersebut terlihat komponen utama polutan dalam air olahan (outlet) WWTP dan outlet lagoon adalah senyawa organik sementara dari blow down cooling tower adalah senyawa anorganik. Dari hasil analisa kualitas air dan jumlah kuantitas buangan (outlet) tersebut, maka yang paling berpotensi untuk didaur ulang adalah air dari outlet lagoon. Sehingga berdasarkan karakteristik air buangan tersebut, maka dirancang desain isntalasi daur ulang air yang tepat dan sesuai.

Diperoleh dua alternatif desain daur ulang air limbah yang pertama adalah kombinasi dari unit biofilter aerobik, unit penyaring secara bertahap dan membran ultra filtrasi (UF) dengan kapasitas 50 m3 perjam

Sedangkan alternatif kedua untuk meningkatkan kualitas air produk digunakan kombinasi dari unit biofilter aerobik, unit penyaring secara bertahap dan membran ultra filtrasi serta ditambah unit membran reverse osmosis (RO) sehingga kualitas air produksinya lebih baik. Adapun saran yang disampaikan adalah agar dapat dipertimbangkan bahwa teknologi daur ulang air yang telah didesain ini dapat diaplikasikan di industri migas khususnya kilang minyak RU-VI Balongan, PT. Pertamina atau di lokasi kilang minyak lainnya.

DAFTAR PUSTAKA

1. Said, Nusa, Teknologi Pengolahan Air Limbah Dengan Proses Biofilm Tercelup, JTL, Vol. 1, No. 2. 2000.

2. Said, Nusa, dkk. Teknologi Pengolahan Limbah Cair Industri, PTL, 2005.

3. Said, Nusa, Uji Kinerja Pengolahan Air Siap Minum Dengan Proses Biofiltrasi, Ultrafiltrasi, Jurnal Air Indonesia, Vol. 5 No. 2, Thn. 2009.

(22)

109

4. Permana, Arif, Desain Instalasi Daur Ulang Air Limbah Domestik Di Kantor Pusat Pertamina Jalan Medan Merdeka Timur No. 1a, Fak. Teknik Lingkungan, UI, 2012. 5. Anonim, Laporan Kerja Praktek di PT. Pertamina (Persero) RU-VI Balongan, Jur. Teknik

Kimia, Politeknik Negeri Malang, 2009.

6. IPIECA, Petroleum refining water/wastewater use and management, IPIECA, 2010. 7. Metcalf and Eddy, Wastewater Engineering, McGawhill 1991.

8.

http://www.kompasiana.com/hertie/kupas-tuntas-industri-hulu-migas_552a205d6ea8341b0d552d33; Diakses tgl. 18-02-2016; Jam 14:45

9. Rama Dini, Makalah Pengelolaan Lingkungan Minyak dan Gas, Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Mulawarman 2015.

10. https://lpmblackpost.wordpress.com/2013/04/23/memahami-industri-migas-indonesia/; Diakses : tgl. 18-02-2016; Jam 14:38

11. Said, Nusa, & Nugroho, Rudi, Peningkatan Kualitas Air baku Air Minum dengan Teknologi Biofiltrasi, BPPT Press, 2014.

12. Anonim, Tugas Umum PT. Pertamina RU-VI, Program Studi Diploma III Jurusan Teknik Kimia Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro

13. Anonim, Prinsip kerja Cooling tower,

(23)

110 PROFIL PENULIS

Satmoko Yudo, lahir di Bandung tanggal 1 November 1958.

Menyelesaikan S1 tahun 1984 di Jurusan Matematika, Fakultas MIPA Universitas Padjadjaran, Bandung. Kemudian melanjutkan S2 di Fakultas Elektro & Ilmu Komputer di Universitas Yamanashi, Jepang. Mulai bekerja sejak tahun 1985 dan saat ini sebagai Peneliti Utama di Pusat Teknologi Lingkungan, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT).

Beberapa kegiatan penelitian telah dilakukan antara lain tentang sistem informasi pengolahan air bersih dan limbah cair serta pemantauan kualitas air. Beberapa buku telah ditulis bersama penulis lain, antara lain Daur Ulang Air Limbah Industri Penyamakan

Kulit, Pengelolaan Instalasi Pengolahan Air Limbah Industri Otomotif, dan Software Database Online Monitoring Kualitas Air Instalasi Pengolahan Air Limbah/IPAL.

Nusa Idaman Said, Lahir di Jombang tanggal 5 Mei 1959. Telah

menyelesaikan pendidikan sarjana jurusan Teknik Kimia di ITS Surabaya pada tahun 1984. Pernah mengikuti program Industrial Training untuk bidang Perencanaan Fasilitas Pengolahan Air Minum dan Air Limbah di Kyoto University, Jepang (1987-1988). Menyelesaikan Program Master di bidang Environmental and Sanitary Engineering, di Kyoto University, Jepang pada tahun 1995. Saat ini bekerja sebagai peneliti di Pusat Teknologi Lingkungan, Deputi Teknologi Pengembangan Sumberdaya Alam (TPSA), Badan Pengkajian Dan Penerapan Teknologi (BPPT). Pangkat/golongan terakhir : Pembina Utama (IV/e). Jabatan fungsional : Peneliti Utama Bidang Teknologi Lingkungan. Beberapa buku yang pernah ditulis antara lain :

 TEKNOLOGI PENGOLAHAN AIR LIMBAH RUMAH SAKIT DENGAN PROSES BIOFILTER ANAEROB-AEROB. 2013. Penerbit : Pusat teknologi Lingkungan, BPPT. ISBN : 978-979-8465-5

 TEKNOLOGI BIOFILTRASI DAN ULTRAFILTRASI UNTUK PENGOLAHAN AIR MINUM. 2010. Penerbit : Pusat teknologi Lingkungan, BPPT. ISBN : 978-979-8465-52-9  TEKNOLOGI PENGOLAHAN AIR MINUM ”Teori dan Pengalaman Praktis”, 2008.

Penerbit : Pusat Teknologi Lingkungan, BPPT. ISBN: 978-979-8465-49-9

 PENGELOLAAN AIR LIMBAH DOMESTIK DI DKI JAKARTA ” Tinjauan Permasalahan, Strategi dan Teknologi Pengolahan”. 2008. Penerbit : Pusat Telnologi Lingkungan , BPPT. ISBN : 978-979-8465-50-5

 KUALITAS AIR MINUM DAN DAMPAKNYA TERHADAP KESEHATAN. Th. 2002. Penerbit : Direktorat Teknologi Lingkungan, BPPT. ISBN 979-8465-30-X

 APLIKASI BIOFILTER UNTUK PENGOLAHAN AIR LIMBAH INDUSTRI KECIL TEKSTIL. Tahun 2002. Penerbit : Direktorat Teknologi Lingkungan, BPPT. ISBN 979-8465-28-8

(24)

111

 UJI PERFORMANCE PENGOLAHAN AIR LIMBAH RUMAH SAKIT DENGAN PROSES BIOFILTER. Tahun 2002. Penerbit : Direktorat Teknologi Lingkungan, BPPT. ISBN 979-8465-29-6

 KESEHATAN MASYARAKAT DAN TEKNOLOGI PENINGKATAN KUALITAS AIR, 2000, Penerbit : Direktorat Teknologi Lingkungan, BPPT. ISBN 979-8465-17

Ikbal, lahir di Lintau, Sumatera Barat pada tanggal 9 April 1959.

Menyelesaikan pendidikan S1 di Jurusan Teknik Kimia, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Menamatkan S2 tahun 1992, S3 tahun 1995 di Graduate School of Engineering, Kumamoto University, Jepang. Judul Tesis S3 “Development of Anaerobic Precess for the Treatment of Organic

Waste and Wastewater”. Tahun 2001 sampai 2004, mengikuti program Post Doctoral di Kumamoto University, Jepang.

Bekerja di Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) dari tahun 1986 sampai sekarang. Tahun 2010 sampai 2013 menjabat Kepala Balai Teknologi Lingkungan, BPPT. Saat ini sebagai Perekayasa di Pusat Teknologi Lingkungan. Menulis beberapa karya ilmiah tentang pengembangan proses anaerobik untuk mengolah limbah organik, dimuat dalam majalah luar negeri dan dalam negeri.

Achirwan Syamsuddin. Lahir di Jakarta tanggal 21 Maret 1957. Menyelesaikan S1 di Jurusan Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Jakarta, dan S2 di Jurusan Manajemen Konstruksi Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Bekerja di BPPT sejak 1982, dan saat ini sebagai perekayasa madya di Pusat Teknologi Lingkungan. Beberapa kegiatan perekayasaan telah dilakukan antara lain desain tpa sampah kota Probolinggo, desain unit pengolah limbah arang aktif, desain digester biogas di kerinci, desain biogas di Kediri, desain ruang pendukung instalasi PLN Darajat, training yang pernah diikuti, bridge

engineering di Tokyo (1989), earthquake engineering di ITB (1988), desain biogas di Univ. King