PERBANDINGAN PEMAKAIAN SUMBER AIR ALUR SUNGAI DAN SUMBER AIR WADUK TERHADAP WAKTU REGENERASI PADA PROSES DEMINT PLANT. Abstrak

(1)

PERBANDINGAN PEMAKAIAN SUMBER AIR ALUR SUNGAI DAN SUMBER AIR WADUK TERHADAP WAKTU REGENERASI

PADA PROSES DEMINT PLANT

Giyanto¹, Mahyunis ¹, Syarifah Fadilah ²

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan waktu jenuh resin pada proses demineralisasi menggunakan air alur sungai dan air waduk. Penelitian ini mengambil semua jenis sampel, yakni sampel air sumber, air sand filter, air kation, air anion dan air tangkifeed (feed water tank). Air yang ingin diteliti ini kemudian diuji di laboratorium. Pengukuran hasil mutu air baku dilakukan dengan pengambilan 4 sampel untuk tiap-tiap variabel. Sampel air yang diambil diuji dilaboratorium setiap 4 jam sekali. Berdasarkan pengujian selama 6 (enam) hari, yaitu 3 (tiga) hari pengujian menggunakan air alur sungai dan 3 (tiga) hari pengujian menggunakan air waduk, dapat diketahui adanya perbedaan waktu jenuh yang terjadi pada kedua jenis sumber air tersebut. Pada proses tangki kation diketahui rata-rata waktu jenuh yang terjadi dengan menggunakan sumber air alur sungai berkisar 12-15 jam, sedangkan rata-rata waktu jenuh dengan menggunakan sumber air waduk berkisar 9-11 jam. Pada tangki anion menunjukkan waktu jenuh 8-10 jam dengan menggunakan air alur sungai, sedangkan rata-rata waktu jenuh dengan menggunakan air waduk berkisar 4-7 jam. Hal ini terjadi karena parameter mutu air alur sungai berbeda dengan parameter mutu air waduk yaitu parameter mutu air sungai lebih rendah dibandingkan parameter mutu air waduk yang diperoleh. Akibatnya, jam kerja resin pada tangki kation dan tangki anion menggunakan sumber air waduk lebih cepat jenuh. Oleh sebab itu perlu dilakukan regenerasi secara rutin pada resin agar syarat mutu air umpan boiler tercapai.

Kata Kunci : air waduk, air alur sungai, anion, kation A. PENDAHULUAN

Kelapa sawit merupakan tanaman komoditas perkebunan yang cukup penting di Indonesia dan memiliki prospek pengembangan yang cerah. Kelapa sawit di Indonesia menjadi salah satu hasil pertanian terkemuka karena banyak menunjang perekonomian Negara. Seiring

dengan bertambahnya laju pertumbuhan tanaman kelapa sawit maka industri pengolahan pabrik kelapa sawit juga mengalami peningkatan.

Pengolahan kelapa sawit menjadi salah satu faktor yang menentukan keberhasilan usaha perkebunan kelapa sawit. Pabrik Kelapa Sawit (PKS) tersusun atas unit – 1

(2)

dengan judul : “ Perbandingan Pemakaian Sumber Air Alur Sungai dan Sumber Air Waduk Terhadap Waktu Regenerasi Pada ProsesDemint Plant”.

B. TINJAUAN PUSTAKA 1. Potensi Air dan SumberAir

Potensi air ialah air yang tersedia, berupa air permukaan dan air tanah yang dinyatakan dalam jangka rata-rata setahun. Diperkirakan hanya sekitar 25-35 % dari jumlah tersebut berupa aliran mantap, yaitu air yang selalu tersedia setiap saat dengan aliran rendah (low water run off), sisanya berupa aliran tak mantap, dalam bentuk banjir yang mengalir dan menghilang dengan cepat tanpa dapat dimanfaatkan. Jumlah air yang terbatas itu digunakan untuk keperluan rumah tangga, p e r t a n i a n , i n d u s t r y, p e r i k a n a n , pembangkit tenaga listrik, navigasi serta rekreasi.

S u m b e r a i r y a n g d a p a t dimanfaatkan pada dasarnya digolongkan menjadi 3 jenis, yakni Air angkasa (Air hujan), Air tanah dan Air permukaan. Air yang digunakan pada proses pengolahan dan air umpan ketel diperoleh dari air sungai, air waduk, sumur bor dan sumber mata air lainnya. Kualitas air tersebut tidak sama walaupun menggunakan sumber air sejenis. Hal ini dipengaruhi oleh kandungan asam mata air tersebut.

Semua air biasanya tidak bersih sempurna, selalu mengandung senyawa pencemar. Bahkan tetes air hujan selalu tercemari debu dan karbon dioksida waktu jatuh dari langit. Kebanyakan air sungai unit proses yang memanfaatkan kombinasi

perlakuan mekanis dan fisik. Parameter penting produksi seperti efisiensi, ekstraksi, rendemen, kualitas produk sangat penting peranannya dalam menjamin daya saing industri perkebunan kelapa sawit dibanding industri minyak nabati lainnya. Pabrik kelapa sawit membutuhkan air bersih dalam proses pengolahan dan air umpan boiler, maka stasiun pemurnian air merupakan stasiun yang sangat penting pada proses pengolahan di pabrik.

Pabrik Kelapa Sawit (PKS) di Sumatera umumnya menggunakan air permukaan (sungai, danau, rawa) sebagai pasokan bagi kebutuhan air. Sumber air ini tergolong murah dan aman selama tidak dapat terdapat bahan cemaran tambahan. Sumber air yang sering digunakan pada PKS PT. Anugerah Langkat Makmur yaitu air alur sungai. Kendala yang sering terjadi adalah apabila terjadi musim kemarau, maka air yang digunakan adalah air waduk. Karena air alur sungai terjadi kekeringan.

Dilihat dari pentingnya air dalam proses pengolahan kelapa sawit maka upaya yang dilakukan adalah pemurnian air dengan menggunakan bahan kimia yang aman. Berdasarkan hasil pengamatan yang dilakukan oleh peneliti di Pabrik Kelapa Sawit PT. Anugerah Langkat Makmur dapat diketahui bahwa jenis sumber air yang berasal dari air alur sungai dan air waduk memiliki kualitas air yang berbeda. Air alur sungai memiliki kualitas air yang lebih baik dibandingkan air waduk. Berdasarkan seluruh uraian di atas penulis tertarik untuk melakukan penelitian

(3)

mengandung sisa dan limbah dari perumahan, industri dan pertanian. Oleh sebab itu air yang digunakan harus dibersihkan dan dimurnikan melalui system penjernihan yang benar.

Mutu air harus dapat memenuhi persyaraatan. Bila mutu air tidak memenuhi persyaratan standar mutu untuk industri dan air minum, maka air tersebut haruslah mengalami proses penjernihan, yang merupakan proses kombinasi dari cara kimia, fisika dan biologis. Karena mutu air yang belum memenuhi persyaratan tersebut sangat bervariasi, maka cara-cara pembersihannya juga berbeda-beda. Walaupun demikian sebagian besar kontaminasi air seperti perubahan warna, bahan pencemar terlarut, kandungan mineral, kekeruhan, dan mikroba dapat dikurangi atau d i h i l a n g k a n d e n g a n c a r a - c a r a pembersihan air yang biasa dilakukan, yaitu dengan cara koagulasi, flokulasi, sedimentasi, penyaringan, pengurangan pengkaratan, pengontrolan terhadap bau, dan pelunakan air.

Sumber mata air sungai umumnya sudah mengalami pencemaran oleh penduduk atau industri, oleh sebab itu perlakuan pemurnian air harus dilakukan. Perlu dilakukan “water treatment” untuk menghasilkan air yang sesuai untuk pengolahan dan air umpan air boiler yang reliable dan ekonomis. Pengertian reliable ialah mudah melakukan operasi secara berkelanjutan selama dibutuhkan. Hal ini merupakan usaha-usaha menghindarkan kerusakan-kerusakan terutama pada korosi pipa dan sebagainya (Naibaho, P.M.,1998).

Senyawa – senyawa (kotoran – kotoran) yang terdapat dalam air secara umum dapat digolongkan sebagai berikut :

a. Padatan tidak Larut (Total Suspended Solid)

Padatan tidak larut adalah semua senyawa dalam air yang keadaannya tidak larut, baik yang melayang, mengapung maupun tenggelam, dapat merupakan senyawaan organik maupun anorganik.

Dilihat dari ukurannya dapat dibedakan atas :

- S u s p e n s i , y a i t u P a d a t a n y a n g berukuran halus.

- S e d i m e n , y a i t u P a d a t a n y a n g berukuran kasar.

Bila Padatan tidak larut jumlahnya besar, akan menyebabkan air menjadi keruh, s e h i n g g a p a d a t a n t e r s e b u t h a r u s dipisahkan bila hendak digunakan untuk keperluan industri.

b. Padatan yang Larut (Total Dissolved Solid)

Komposisi Padatan yang larut tergantung kepada jenis dan letak sumber air. Ada beberapa macam padatan tersebut yang selalu dijumpai dalam air, sebagai berikut : ŸAlkalinitas (Alkalinity)

Alkalinitas adalah senyawa Karbonat,

-Bikarbonat dan Hidroksida (CO , HCO3 3

dan OH). Dari tiga senyawaan ini, terdapat 2 macam sifat air yaitu sifat asam dan basa /alkali. Dalam proses penjernihan air, alkalinitas inilah yang bereaksi dengan bahan koagulan yang memungkinkan dapat cepat mengendap.

(4)

Ortosilikat (H SiO ) dan asam Metasilikat4 4

(H SiO ).2 3

c. Mutu Air

Dalam penilaian mutu air, pencemar di dalam air biasa diklasifikasikan atas fisik, kimiawi dan biologis. Untuk menetapkan mutu air atau membandingkan air satu dengan yang lainnya, diperlukan dasar penetapan mutu atau dasar perbandingan yang harus dilakukan. Biasanya, dasar dari a i r y a n g b e r s a n g k u t a n ( L i n s l e y, K.Ray.1986).

Air di alam sangat jarang ditemukan dalam keadaan murni. Sekalipun air hujan, m e s k i p u n a w a l n y a m u r n i , t e l a h mengalami reaksi dengan gas-gas diudara dalam perjalanan turun ke bumi dan selanjutnya terkontaminasi selama mengalir di atas permukaan bumi dan didalam tanah. Kualitas air menyatakan t i n g k a t k e s e s u a i a n a i r t e r h a d a p penggunaan tertentu.

d. Pemurnian Air

Pabrik kelapa sawit membutuhkan air bersih untuk pengolahan, untuk kebutuhan rumah tangga. Berdasarkan sumber air alam yang selalu mengandung senyawa-senyawa kimia, maka diperlukan beberapa perlakuan sebelum digunakan di pabrik. Air sangat dibutuhkan dalam proses pengolahan minyak sawit sebagai air pengencer, air umpan boiler dan air pencuci (Naibaho, P.M.1999).

Proses Penjernihan adalah untuk m e n g h i l a n g k a n z a t - z a t p e n g o t o r (impuritis) pada air baku. Keseluruhan zat-zat pengotor tersebut adalah komponen-komponenSuspended Solid(padatan yang ŸKesadahan (Hardness)

K e s a d a h a n a d a l a h i s t i l a h y a n g menunjukkan sifat air yang dapat mengendapkan air sabun, dimana air mengandung ion – ion Kalsium dan Magnesium, jadi Kesadahan disebabkan oleh kandungan Kalsium dan Magnesium. ŸGaram Sodium

Garam Sodium selalu dijumpai dalam air, terutama Sodium Chlorida (NaCl). Bentuk garam Sodium yang lain adalah Sulfat, Nitrat, Bikarbonat dan Karbonat. Garam Sodium mempunyai kelarutan yang tinggi sehingga sukar membentuk kerak. Karena itu dalam proses penukaran ion, Garam Calsium dan Magnesium diganti menjadi Garam Sodium yang tetap ada dalam air. ŸBesi dan Mangan

Besi dan Mangan dalam air berasal dari larutnya batuan yang mengandung Fe dan Mn misalnya: Pyriet, Hematit, Manganit, dll. Pada air tanah, dimana kadar Oksigen

+ +

terlarut rendah, maka Fe dan Mn dalam keadaan larut. Bila terkena oksidasi udara

3+ 4+

terbentuk Fe dan Mn yang berwarna hitam kecoklatan dan tidak larut.

ŸSilica

ŸAir alam dapat mengandung kadar Silica antara 1 – 100 ppm sebagai SiO atau lebih.2

Silica yang dimaksud disini adalah Silica yang dapat larut dalam air.

Silica yang tidak dapat larut dapat dihilangkan dengan cara flokulasi dan penyaringan. Akan tetapi, proses demikian tidak akan mengurangi Silica yang dapat larut dalam air. Pada umumnya Silica yang dapat larut adalah dalam bentuk asam

(5)

tidak terlarut di dalam air) danKomponen Non-ionic. Tahapan proses penjernihan terdiri dari : Proses Koagulasi, Proses

Sedimentasi, Proses Flokulasi, Proses Filtrasi.

Gambar 4.Demineralisasi System

S i s t e m d e m i n e r a l i s a s i i n i digunakan untuk memproses air baku dengan karakteristik sebagai berikut : - Mengandung Total Hardness - Kandungan Alkalinity tinggi

- TDS tinggi (terutama disebabkan oleh alkalinity)

- Silika tinggi

K a r a k t e r i s t i k a i r h a s i l p r o s e s demineralisasi sistem adalah sebagai berikut :

- Kandungan hardness turun hingga nol - Kandungan alkalinity turun hingga

trace

- Kandungan silika turun hinggatrace

- TDS turun hinggaʇ10 ppm - pH dapat dikendalikan

P r o s e s l a i n y a n g d a p a t mengeluarkan semua ion dari air adalah distilasi. Penyingkiran garam, atau desalinisasi, biasanya diterapakan dalam proses untuk demineralisasi parsial atau

(6)

disingkirkan akan dapat membentuk kerak dalam pipa dan drum boiler. Bila resin

++ ++

telah jenuh dengan ion Ca dan Mg , maka dilakukan regenerasi dengan memakai H SO2 4 agar dapat berfungsi kembali.

Air dari tangki penyimpanan dipompakan ke tangki kation yang berisi resin penukar kation. Resin penukar kation ini bersifat asam kuat (strong acid cation) atau bersifat asam lemah (weak acid cation), bahan kimia yang dipakai untuk mengaktifkan resin adalah asam sulfat. Fungsi penukar kation:

Ÿ Menghilangkan atau mengurangi kesadahan (hardness) yang disebabkan oleh garam-garam kalsium dan magnesium.

Ÿ Menghilangakan atau mengurangi zat-zat padatan terlarut (TDS).

Ÿ Menghilangkan atau mengurangi alkalinity dari garam-garam alkali (karbonat, bikarbonat, dan asam lemah atau bersifat asam lemah hidroksida). Didalam kation terjadi pertukaran antara ion kalsium, magnesium dengan ion-ion h i d r o g e n s e h i n g g a g a r a m - g a r a m bikarbonat, sulfat, klorida, dan silika dirubah menjadi asam karbonat, asam sulfat, asam klorida, dan asam silikat yang larut dalam air.

total air yang berkadar garam tinggi seperti air laut (35.000) ppm garam terlarut) atau air payau. Proses pertama (penyingkiran parsial) digunakan untuk menurunkan kadar garam sampai air itu layak untuk diminim (500 ppm atau kurang) atau untuk penggunaan lain. Proses keduanya (penyingkiran menyeluruh) digunakan terutama untuk mempersiapkan air umpan ketel uap bertekanan tinggi dan untuk penggunaan industri lainnya. Proses demineralisasi dengan pertukaran ion yang telah diuraikan terdahulu dalam bab ini tidak cocok untuk menyingkirkan garam dari air yang berkadar garam tinggi, sehingga untuk menyingkirkan garam dari air yang berkadar garam tinggi, sehingga untuk itu harus digunakan proses-proses lain. (Austin.T.George, 1996).

b. Penukar Ion

Ion exchanger (penukar ion) sebagai water softener merupakan fungsi umum dan digunakan sangat luas di industri yang memerlukan soft water untuk proses dan bahan baku boiler. Air baku yang tingkat kesadahannya (hardness) tinggi harus diturunkan dengan cara menggantikannya dengan muatan ion natrium yang terdapat pada resin. Soft waterdigunakan untuk boiler air umpan guna mencegah terjadinya endapan (scaling) pada pipa saluran air baik pada sistem boiler maupun pada sistem pendingin ( Hartomo & Dofner, 1995).

c. Penukar Kation

Berfungsi untuk mengurangi/

++ ++

menghilangkan kesadah air (Ca , Mg ) dengan memakai resin pertukaran kation

(cation exchanger). Ion ini kalau tidak

++ Ca ++ Mg ++ Fe + H X2 + 2Na + 2NH4 CaX MgX + FeX + 2 H Na X2 (NH ) X4 2

(7)

Selanjutnya dari water tower, air dipompakan kembali untuk diproses dengan sistem demineralisasi, dengan tujuan untuk menghilangkan semua/ sebagian unsur-unsur kimiawi yang dikandung oleh air tersebut. Air yang bersal dari water tower dimasukkan ke dalam tangki kation Exchanger resin, setelah air kontak dengan resin, maka semua ikatan-ikatan unsur kimiawi dari

+ + +

garam alkali, seperti Ca , Mg , Fe , dan2 2 2

lain sebagainya yang dikandung oleh air,

+

diikat dengan 1 (satu) atom Hidrogen (H ) CaSO + 2 RH4 CaR + H SO2 2 4

MgCO + 2 RH4 MgR + H CO4 2 3

H CO2 3 H O + CO2 2

g. PenukarAnion

Berfungsi untuk mengurangi / menghilangkan kadar silika dalam air (SiO ) dengan memakai resin. Ion silika2

(SiO ) dapat membentuk garam silika dan2

membentuk kerak dalam pipa maupun drum boiler. Bila resin telah jenuh dengan (SiO ), maka dilakukan regenerasi dengan2

memakai NaOH sehingga resin dapat berfungsi kembali.

Setelah dialirkan melalui kation, selanjutnya air dialirkan masuk ke tangki anion yang berisi resin bersifat basah/kuat

(strong base anion)dan basa lemah(weak base anion). Bahan kimia yang dipakai adalah kaustik soda, dosis pemakaian 60 g/L resin, konsentrasi cairan NaOH watu kontak dengan resin.

Fungsi penukar anion

∞ Menyerap asam-asam karbonat, sulfat,

klorida, dan silikat yang dihasilkan oleh penukar kation.

∞ U n t u k m e n g h i l a n g k a n a t a u mengurangi semua garam-garam mineral sehingga air yang dihasilkan tidak mengandung garam mineral lagi (Austin.T.G. 1996).

h. Natrium Hidroksida (NaOH) dan Asam Sulfat (H SO )2 4

∞ Natrium Hidroksida

Natrium hidroksida (NaOH), juga dikenal sebagai soda kaustik atau sodium hidroksida, adalah sejenis basa logam kaustik. Natrium Hidroksida terbentuk dari oksida basa Natrium Oksida dilarutkan dalam air. Natrium hidroksida membentuk larutan alkalin yang kuat ketika dilarutkan ke dalam air. Ia digunakan di berbagai macam bidang industri, kebanyakan digunakan sebagai basa dalam proses produksi bubur kayu dan kertas, tekstil, air minum, sabun dan deterjen. Natrium hidroksida adalah basa yang paling umum digunakan dalam laboratorium kimia.

(8)

Asam sulfat (H SO ) merupakan2 4

asam mineral (anorganik) yang kuat. Zat ini larut dalam air pada semua perbandingan. Asam sulfat mempunyai banyak kegunaan dan merupakan salah satu produk utama industri kimia. K e g u n a a n u t a m a n y a t e r m a s u k pemrosesan bijih mineral, sintesis kimia, pemrosesan air limbah dan pengilangan minyak.

Asam sulfat terbentuk secara alami melalui oksidasi mineral sulfida, misalnya besi sulfida. Air yang dihasilkan dari oksidasi ini sangat asam dan disebut sebagai air asam tambang. Air asam ini mampu melarutkan logam-logam yang ada dalam bijih sulfida, yang akan menghasilkan uap berwarna cerah yang beracun. Oksidasi besi sulfida pirit oleh oksigen molekuler menhasilkan besi(II),

2+

atau Fe .

i. Pengolahan Air Umpan Ketel Dengan Penambahan Bahan-bahan Kimia

Tujuan penambahan bahan-bahan kimia dalam proses pengolahan air umpan boiler adalah sebagai berikut:

∞ Bereaksi dengan kesadahan dan kandungan silika air umpan dan mencegah pengendapannya pada permukaan logam ketel sebagai kerak. Ion-ion kalsium diendapkan dalam bentuk kalsium hidroksi apatit (2Ca (PO ) .Ca(OH) dan kalsium3 4 2 2

karbonat (CaCO ). Dan ion-ion3

magnesium dan silika diendapkan dalam bentuk MgSiO dan Mg(OH)2 2. ∞ Menjadikan zat-zat tersuspensi seperti

Lumpur, kesadahan dan besi oksida N a t r i u m h i d r o k s i d a m u r n i

berbentuk putih padat dan tersedia dalam bentuk pelet, serpihan, butiran ataupun larutan jenuh 50%. Ia bersifat lembab cair dan secara spontan menyerap karbon dioksida dari udara bebas. sifat sangat larut dalam air dan akan melepaskan panas ketika dilarutkan.

Natrium hidroksida adalah pokok dasar dalam industri kimia. Dalam massal itu yang paling sering ditangani sebagai air solusi , karena solusi lebih murah dan lebih mudah ditangani. Ia digunakan untuk mendorong reaksi kimia dan juga untuk netralisasi bahan asam. Hal ini dapat digunakan juga sebagai agen penetralisir dalam pemurnian minyak bumi. Hal ini juga digunakan untuk tugas yang berat dan pembersihan industri.

∞Asam Sulfat

Pengertian Asam Sulfat (H SO )2 4

merupakan cairan yang bersifat korosif, tidak berwarna, tidak berbau, sangat reaktif dan mampu melarutkan berbagai logam. Bahan kimia ini dapat larut dengan air dengan segala perbandingan, mempunyai titik lebur 10,31 C dan titik didih pada 336,85 C tergantung kepekatan serta pada temperatur 300C atau lebih terdekomposisi menghasilkan sulfur trioksida.

(9)

menjadi suatu massa yang tidak melekat pada logam ketel. Pengaturan agar sifat lumpur tidak melekat pada logam ketel dilakukan dengan penggunaan bermacam-macam bahan organik yang masuk golongan tannin dan lignin.

∞ Menyediakan perlindungan anti busa untuk memungkinkan pemekatan padatan terlarut dan tersuspensi dalam air ketel pada taraf tertentu tanpa terjadi kejenuhan.

∞ Menghilangkan oksigen dari air yang menyediakan alkalinitas yang cukup untuk mencegah korosi ketel. Sejumlah oksigen dapat terbawa dalam air umpan meskipun sudah melewati tahap aerasi (Austin.T.G.1996).

Adapun syarat parameter mutu air umpan boiler yang diinginkan dalam proses instalasi pengolahan air yaitu seperti tabel dibawah ini.

Tabel.1.Mutu Air Filter,Kation, Anion dan Feed / Umpan Boiler

Parameter Sand

Filter

Kation Anion Feed

Tank p H in value =6.5 £4,5 7,5 – 9,5 6,5 - 9,5 T. Alkalinity in ppm Trace = 30 = 30 T. Hardness in ppm

Trace Trace Trace

Silika in ppm = 5 = 5

Conductivity in µhos

= 100 = 100 = 100

TDS in ppm = 70 = 70 = 70

j. Pengaktifan Resin (Regenerasi)

R e g e n e r a s i a d a l a h s u a t u peremajaan, penginfeksian dengan kekuatan baru terhadap resin penukar ion yang telah habis saat kerjanya atau telah terbebani, telah jenuh. Regenerasi penukaran ion dapat dilakukan dengan mudah karena pertukaran ion merupakan

suatu proses yang reversibel yang perlu diusahakan hanyalah agar pada regenerasi berlangsung reaksi dalam arah yang berlawanan dari pertukaran ion.

Pada umumnya senyawa yang digunakan untuk kerangka dasar resin penukar ion asam kuat dan basa kuat a d a l a h s e n y a w a p o l i m e r s t i r e n

(10)

dengan matrik yang sama dengan resin penukar kation tetapi gugus ion yang dimasukkan harus bisa melepas ion

+

negatif, misalnya –N (CH ) atau gugus3 3

lain atau dengan kata lain setelah terbentuk

kopolimer stiren divinilbenzena (DVB), m a k a d i a m i n a s i k e m u d i a n diklorometilasikan untuk memperoleh resin penukar anion.

C. METODOLOGI

1. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di Pabrik Kelapa Sawit (PKS) PT. Anugerah Langkat Makmur Bukit Mas Kecamatan Besitang Kabupaten Langkat pada tanggal 11 Juni 2012 – 16 Juni 2012. Metode penelitian ini a d a l a h m e n g g u n a k a n m e t o d e eksperimental dengan mengambil semua jenis sampel, yakni sampel air sumber, air sand filter, air kation, air anion dan air feed tank. Air yang diteliti kemudian diuji di laboratorium. Pengukuran hasil mutu air baku dilakukan dengan pengambilan 4 sampel untuk tiap - tiap variabel. Sampel air yang diambil diuji dilaboratorium setiap 4 jam sekali.

2. Pelaksanaan Penelitian

Pengambilan Sampel Analisa Air

Analisa mutu air bertujuan untuk mengetahui keadaan mutu air yang dihasilkan oleh instalasi pengolahan air apakah telah sesuai dengan norma yang telah dilakukan. Pelaksanaan penelitian dilakukan dengan mengikuti flowchart pelaksanaan:

divinilbenzena. Ikatan kimia pada polimer ini amat kuat sehingga tidak mudah larut dalam keasaman dan sifat basa yang tinggi dan tetap stabil pada suhu diatas 150°C.

Bahan resin bisa berupa media alami, bisa juga media sintetis. Yang paling banyak diterapkan ialah resin sintetis karena bagus kinerjanya. Resin ialah senyawa hidrokarbon tiga dimensi yang berisi gugus fungsional (contoh gugus fungsi: alkohol, karboksilat, karbonil). Gugus fungsi ini mempengaruhi karakteristik senyawa (campuran) organik dan di sinilah tertambat ion yang dapat ditukar serta larut di dalam air. Sebagai media porus, resin mudah tersumbat (fouling). Ion besi dan mangan, juga koloid,suspended soliddapat menyumbat resin. Apalagi resin dapat dimasukkan sebagai koagulan yang baik bagi zat padat.

Polimer ini dibuat dengan mereaksikan stiren dengan divinilbenzena, setelah terbentuk kerangka resin penukar ion maka akan digunakan untuk menempelnya gugus ion yang akan dipertukarkan.

Resin penukar kation dibuat dengan cara mereaksikan senyawa dasar tersebut dengan gugus ion yang dapat menghasilkan (melepaskan) ion positif. Gugus ion yang biasa dipakai pada resin penukar kation asam kuat adalah gugus sulfonat dan cara pembuatannya dengan s u l f o n a s i p o l i m e r p o l i s t y r e n divinilbenzena(matrik resin).

R e s i n p e n u k a r i o n y a n g direaksikan dengan gugus ion yang dapat melepaskan ion negatif diperoleh resin penukar anion. Resin penukar anion dibuat

(11)

Flowchart Pelaksanaan Penelitian

Air Sand Filter (pagi hari)

Pengambilan Sampel

( 4 jam sekali )

Air Anion ( 4 jam sekali ) Air Alur Sungai

(pagi hari)

UJI LABORATORIUM : pH

•Tekan On pada alat pH meter

•Masukkan sampel air sebanyak 100 ml kedalam gelas beaker 500 ml

•Celupkan elektroda pH meter kedalam sampel air yang telah dipersiapkan dalam gelas beaker tersebut

•Pembacaan angka pada pH meter menunjukkan pH (derajat keasaman) dari sampel air Conductivity dan TDS

•Tekan On pada alat conductivity (µS/cm)

•Masukkan sampel air sebanyak 100 ml kedalam gelas beaker 500 ml

•Celupkan elektroda kedalam sampel air yang telah dipersiapkan dalam gelas beaker tersebut •Pembacaan angka pada conductivity menunjukkan conductivity dari sampel air dalam satuan µS/cm

•TDS=hasil conductivity x 0.7

Hardness

•Masukkan sampel 25 ml kedalam Erlenmeyer100 ml

•Tambahkan 5 tetes larutan reagent H01B dengan menggunakan pipet tetes dan 1 spatula larutan reagent H021 hingga terbentuk warna merah / merah muda.

•Kemudian titrasidengan larutan reagent H03V sampai terjadiperubahan warna merah / merah muda menjadi warna biru .

•Jika ditambahkan reagent H021, sampellangsung berwarna biru berarti kandunganhardness = Trace. •Perhitungan :

•Ppm Hardness = Jumlah ml titrasi reagent H03V × 40 Silica

•Masukkan sampel sebanyak 25 ml pada enlemeyer 125

•Campurkan dengan 1 ml larutan reagent S01A dan 2 ml reagent S02S, dan diaduk.

•Masukkan sampel yang telah dicampurkan larutan reagent kedalam wadah lovibondsilica, sedangkan wadah yang satunya dimasukkansampel air yang sebelum dilarutkan bahan reagent dan diamkan selama 3 menit. •Lalu dibaca perbandinganwarna dengan Lovibond silica 2000 dan disk 3/13.

M.Alkalinity

•Masukkan sampel 25 ml kedalam enlenmeyer125 ml

•Tambahkan 2 tetes reagent A03M dengan pipet tetes. Jika timbul warna kuning lanjutkan dengan titrasi regent A01S sampai warna berubah menjadi jingga / orance.

•Sebaliknya jika tidak timbul warna kuning, maka M Alkalinity = Trace •Perhitungan :

•Ppm M.Alkalinity = Jumlah ml Titrasi reagent A01S ×40

Air Feed Tank ( 4 jam sekali ) Regenerasi : Backwash Injeksi H2SO4 Slow Rinse Fast Rinse Regenerasi : Backwash Injeksi NaOH Slow Rinse Fast Rinse

A. HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Hasil Penelitian

a. Pengamatan parameter sumber air alur sungai dan air waduk

(12)

Dari hasil data parameter air sumber diatas, bahwa terdapat perbedaan parameter air sungai dan parameter air waduk. Kemudian sumber air alur sungai dan air waduk diproses dalam water treatment.

Tabel 4. Parameter Sumber Air pada Air Sungai dan Air Waduk

Parameter

Air Alur Sungai Air Waduk

11/06/201 2 12/06/201 2 13/06/201 2 14/06/201 2 15/06/201 2 16/06/201 2 pH 6.6 6.6 5.0 7.5 7.6 7.0 Conductivity (µS/cm) 70 57 70 110 130 140 TDS (ppm) 49 40 49 77 91 98 Hardness (ppm) 15 18 20 40 24 30 Silica (ppm) 15 15 17.5 12.5 10 7.5 M. Alkalinity (ppm) 30 20 32 70 64 72

Tabel 5. Parameter Mutu Air External Treatment pada Air Alur Sungai Tanggal Parameter

Sand

filter Kation Anion Feed Tank

11.30 11.30 15.30 19.30 23.30 11.30 15.30 19.30 23.30 11.30 15.30 19.30 23.30 11-Jun-12 12-Jun-12 pH 7.6 5.0 3.0 3.0 3.5 8.7 9.4 8.3 8.2 8.9 9.2 90 8.9 Conductivity (µS/cm) 157 100 110 100 130 210 110 T 110 90 30 50 90 TDS (ppm) 110 70 77 70 91 147 77 T 77 63 21 35 63 Hardness (ppm) 38 T T T T T T T T T T T T Silica (ppm) 15 - - - - T 25 T T T 17.5 5.0 T M. Alkalinity (ppm) T T T 11.30 11.30 15.30 19.30 23.30 11.30 15.30 19.30 23.30 11.30 15.30 19.30 23.30 pH 7.5 3.4 5.0 3.0 3.0 9.0 8.7 8.5 9.0 9.2 9.0 8.6 9.5 Conductivity (µS/cm) 140 240 180 230 270 130 T 110 100 30 100 90 40 TDS (ppm) 98 168 126 161 189 91 T 77 70 21 70 63 27 Hardness (ppm) 36 T T T T T T T T T T T T Silica (ppm) 15 - - - - 2.5 T T 5 T T T T M. Alkalinity (ppm) T T T

(13)

Tanggal Kation Waktu Jam Jenuh Anion Waktu Jam Jenuh Keterangan

11-Jun-12

11.30-12.00 30 menit 13 jam 11.30-12.00 30 menit

12.00-14.00 2 jam 12.00-14.00 2 jam Regenerasi

Kation

14.00-15.30 1 jam 30 menit 14.00-15.30 1 jam 30 menit

15.30-16.00 30 menit 15.30-16.00 30 menit 12 jam 30 menit

Anion

18.00-19..30 1 jam 30 menit 18.00-19.30 1 jam 30 menit

12-Jun-12

19.30-23.30 4 jam 19.30-23.30 4 jam

23.30-24.00 30 menit 12.00-14.00 2 jam

11.30-12.00 30 menit 11.30-12.00 30 menit 8 jam

Anion

15.30-16.00 30 menit 14 jam 30 menit 15.30-16.00 30 menit

Kation

23.30-24.00 30 menit 23.30-24.00 30 menit 10 jam

Anion

10.30-14..30 4 jam 10.30-14.30 4 jam

14.30-15.00 30 menit 12 jam 30 menit 14.30-15.00 30 menit

b. Pengamatan parameter air dan waktu jenuh resin pada pemakaian air alur sungai dan air waduk

Berdasarkan hasil data parameter air di atas, perlu diketahui pengambilan sampel air diambil/diuji setelah dua jam proses berjalannya pabrik kelapa sawit.

Data pengujian sampel air yang menggunakan air alur sungai dilakukan selama 3 (tiga) hari. Adapun data yang didapat dalam pengujian sampel air ini yaitu mengetahui waktu jenuh resin yang terjadi pada tangki katon dan tangki anion. Data ini akan ditampilkan pada tabel dibawah ini, yaitu :

13-Jun-12 10.30 10.30 14.30 18.30 22.30 10.30 14.30 18.30 22.30 10.30 14.30 18.30 22.30 pH 6.7 3.0 5.1 3.5 3.0 7.0 7.5 8.0 7.0 8.3 7.5 8.7 8.5 Conductivity (µS/cm) 120 250 130 150 270 T 130 110 T 100 30 10 50 TDS (ppm) 84 175 91 105 189 T 91 77 T 70 21 7 35 Hardness (ppm) 36 T T T T T T T T T T T T Silica (ppm) 17.5 - - - - T T 2.5 T T T T T M. Alkalinity (ppm) T T T

Keterangan :T : Trace (Tidak Terdeteksi) : Jenuh

(14)

13-Jun-12

Kation

17.30-18.30 1 jam 17.30-18.30 1 jam

18.30-19.00 30 menit 18.30-19.00 30 menit 8 jam

Anion

21.30-22.30 1 jam 21.30-22.30 1 jam

22.30-02.00 2 jam 30

menit 22.30-02.00 2 jam 30 menit

Keterangan :

: Regenerasi : Jam jenuh

Tabel 7. Parameter Mutu Air External Treatment pada Air Waduk Tanggal Parameter

Sand

filter Kation Anion Feed Tank

13.00 13.00 13.0013.0017.0017.0021.0021.0001.0001.0005.0005.0013.0013.0017.0017.0021.0021.0001.0001.0005.0005.0013.0013.0017.0017.0021.0021.0001.0001.0005.0005.00 13.00 13.00 13.0013.0017.0017.0021.0021.0001.0001.0005.0005.0013.0013.0017.0017.0021.0021.0001.0001.0005.0005.0013.0013.0017.0017.0021.0021.0001.0001.0005.0005.00 11.00 11.00 15.00 19.00 23.00 11.00 15.00 19.00 23.00 11.00 15.00 19.00 23.00 14-Jun-12 15-Jun-12 16-Jun-12 Ph Conductivity (µS/cm) TDS (ppm) Hardness (ppm) Silica (ppm) M. Alkalinity (ppm) Ph Conductivity (µS/cm) TDS (ppm) Hardness (ppm) Silica (ppm) M. Alkalinity (ppm) Ph Conductivity (µS/cm) TDS (ppm) Hardness (ppm) Silica (ppm) M. Alkalinity (ppm) 7.6 210 147 60 12.5 7.5 240 168 48 15 7.2 280 196 60 12.5 7.0 180 126 T -3.5 280 196 T -T 3.0 310 217 T -T 3.0 300 217 T -T 3.0 300 210 T -T 7.1 250 175 T -3.5 310 217 T -T 7.0 260 182 T -3.5 300 210 T -T 6.0 200 140 T -3.0 320 224 T -T 3.5 330 231 T -T 9.0 280 196 T T 8.5 200 140 T T 10.2 50 35 T 5 10.1 70 119 T T 9.2 220 154 T T 9.0 180 126 T T 10.1 40 28 T 7.5 10.0 170 119 T T 3.0 340 238 T -T 3.0 300 210 T -T 9.0 220 154 T T 9.0 240 168 T T 9.4 40 28 T 12.5 10.3 10 7 T 5 9.2 280 196 T T 8.5 280 196 T T 10.0 20 14 T 5 10.0 30 21 T 15 10.0 300 210 T T 9.1 270 189 T T 8.9 200 140 T T 8.5 220 154 T T 9.5 180 126 T 15.0 9.0 160 112 T T 9.0 230 161 T 2.5 8.6 250 175 T T 9.5 200 140 T T 9.0 170 119 T 7.5 9.5 270 189 T T 9.2 220 154 T T

Keterangan :T : Trace (Tidak Terdeteksi) : Jenuh

Adapun data yang didapat dalam pengujian sampel air ini yaitu mengetahui waktu jenuh resin pada tangki katon dan tangki anion. Data ini akan ditampilkan pada tabel dibawah ini, :

Berdasarkan hasil data parameter air di atas, perlu diketahui pengambilan sampel air diambil/diuji setelah dua jam proses berjalannya pabrik kelapa sawit. Data pengujian sampel air ini menggunakan air waduk dilakukan selama 3 (tiga) hari.

(15)

2. PEMBAHASAN

Berdasarkan data yang diperoleh setelah menganalisa selama 6 (enam) hari di PKS PT. Anugerah Langkat Makmur, dapat dilakukan pembahasan dari data yang didapat, yaitu :

a. Pengamatan parameter sumber air alur sungai dan air waduk

Berdasarkan Tabel 4 diatas parameter air sumber antara air sungai dan air waduk sebelum masuk ke stasiun pengolahan air menunjukkan adanya perbedaan komposisi air.

Parameter air yang terdapat pada air sungai memiliki komposisi air yang lebih rendah dibandingkan dengan air waduk. Hal ini disebabkan karena air alur sungai merupakan air yang selalu kontinu bertukar setiap saat sedangkan air waduk merupakan air yang tertampung dalam jangka waktu lama sehingga terjadinya perubahan sifat dan komposisi air. Berdasarkan pengamatan, pengambilan sampel air alur sungai memiliki warna kuning dan air waduk memiliki warna yang jernih.

Setelah dilakukan pengujian pada Tabel 8. Waktu Regenerasi Tangki Kation dan Tangki Anion pada Air Waduk

Tanggal Kation Waktu Jam Jenuh Anion Waktu Jam Jenuh Keterangan

14-Jun-12

13.00 - 13.30 30 menit 13 jam 13.00-13.30 30 menit

13.30 - 15.30 2 jam 13.30-15.30 2 jam Regenerasi

Kation 15.30 - 17.00 2 jam 30 menit 15.30-17.00 2 jam 30 menit

17.00 - 17.30 30 menit 17.00-17.30 30 menit 12 jam 30 menit

Anion 19.30 - 21.00 1 jam 30 menit 19.30-21.00 1 jam 30 menit

21.00 - 01.00 4 jam 21.00-01.00 4 jam

15-Jun-12

01.00 - 01.30 30 menit 11 jam 01.00-01.30 30 menit 6 jam

01.30 - 03.30 2 jam 01.30-03.30 2 jam 8 jam Regenerasi Kation 03.30 - 05.00 1 jam 30 menit 03.30-05.00 1 jam 30 menit Regenerasi

Anion 05.00 - 05.30 30 menit 05.00-05.30 30 menit

13.00 - 17.00 4 jam 13.00-17.00 4 jam

17.00 - 17.30 30 menit 17.00-17.30 30 menit 5 jam

Anion 19.30 - 21.00 1 jam 30 menit 19.30-21.00 1 jam 30 menit

21.00 - 21.30 30 menit 10 jam 21.00-21.30 30 menit

Kation 23.30 - 01.00 2 jam 30 menit 23.30-01.00 2 jam 30 menit

16-Jun-12

01.00 - 01.30 30 menit 01.00-01.30 30 menit 7 jam

Anion 11.00 - 15.00 4 jam 11.00-15.00 4 jam

15.00 - 15.30 30 menit 9 jam 30 menit 15.00-15.30 30 menit 4 jam 30 menit

15.30 - 17.30 2 jam 15.30-17.30 2 jam 6 jam 30 menit Regenerasi Kation 17.30 - 19.00 1 jam 30 menit 17.30-19.00 1 jam 30 menit Regenerasi

Anion 19.00 - 23.00 4 jam 19.00-23.00 4 jam

(16)

Berdasarkan data pada tabel 6 dan tabel 8, dapat diketahui adanya perbedaan lamanya waktu jenuh yang terdapat pada pemakaian sumber air pada air alur sungai dan air waduk. Data ini akan ditampilkan dalam bentuk grafik dibawah ini, yaitu : air sumber, dilakukan perlakuan

pemurnian air (water treatment) untuk menghasilkan air yang sesuai untuk pengolahan dan air umpan boiler.

b. Pengamatan parameter air dan waktu jenuh resin pada pemakaian air alur sungai dan air waduk.

Gambar 8. Grafik Perbandingan Waktu Jenuh Resin Kation

Gambar 9. Grafik Perbandingan Waktu Jenuh Resin Anion

hari pengujian menggunakan air waduk, dapat diketahui adanya perbedaan waktu jenuh yang terjadi pada kedua jenis sumber air tersebut, sehingga diperlukan proses Berdasarkan Gambar 8 dan 9

diatas, setelah dilakukan pengujian selama 6 (enam) hari, yaitu 3 (tiga) hari pengujian menggunakan air alur sungai dan 3 (tiga)

(17)

regenerasi pada tangki kation dan tangki anion. Berdasarkan Gambar 8, pada grafik di tangki kation diketahui rata- rata waktu jenuh yang terjadi dengan menggunakan sumber air alur sungai berkisar 12-15 jam, sedangkan rata-rata waktu jenuh dengan menggunakan sumber air waduk berkisar 9-11 jam. Pada tangki anion Gambar 9, menunjukkan grafik rata-rata waktu jenuh dengan menggunakan air alur sungai berkisar 8-10 jam, sedangkan rata-rata waktu jenuh dengan menggunakan air waduk berkisar 4-7 jam.

Hal ini terjadi karena parameter mutu air alur sungai berbeda dengan parameter mutu air waduk yaitu parameter mutu air sungai lebih rendah dibandingkan parameter mutu air waduk yang diperoleh. Akibatnya jam kerja resin lebih cepat jenuh. Oleh sebab itu perlu dilakukan r e g e n e r a s i s e c a r a r u t i n a p a b i l a mendapatkan hasil kejenuhan pada resin agar syarat mutu air umpan boiler tercapai. Untuk mendapatkan mutu air produksi yang baik hendaknya dijaga faktor-faktor yang harus diperhatikan berikut ini :

∞ Air Filter :

pH air secara umum harus normal berkisar 6,5 untuk mengurangi korosi di perpipaan dan instalasi yang dilalui air yang telah dijernihkan, Kadar besi (Fe) harus serendah mungkin dengan pengontrolan penjernihan yang maksimal. Kadar besi (Fe) yang tinggi menunjukkan proses penjernihan yang maksimal jika kadar besi (Fe) tinggi akan menyebabkan Fouling

atau kerusakan pada resin. Conductivity

dan TDS harus dijaga seminimal mungkin

dengan pengontrolan dosis bahan kimia penjernihan (Tawas dan SodaAsh). ∞ Air Kation :

pH air secara umum harus rendah 4,5 untuk memastikan bahwa kadar asam di air K a t i o n m a s i h m e n c u k u p i u n t u k operasional., T. Alkalinity harus dijaga Trace dengan pengontrolan rutin dengan analisa air harian. Jika T. Alkalinity ada hal ini menunjukkan bahwa Kation sudah mulai jenuh. Ini bisa menyebabkan pengaruh pada resin Anion (silica bisa terdeteksi) maka sebaiknya diregenerasi., T. Hardness harus dijaga Trace dengan pengontrolan rutin dengan analisa air harian. Jika T. Hardness tinggi hal ini menunjukkan bahwa Kation sudah jenuh maka wajib diregenerasi. Ini bisa menyebabkan dosis bahan kimiaInternal Boiler jadi naik dan bisa menyebabkan kerak diboiler.

∞ Air Anion :

pH air secara umum harus tinggi 7,5-9,5 untuk memastikan bahwa kadar caostik di air Anion masih mencukupi untuk operasional., T. Alkalinity harus dijaga minimal karena hal ini bisa menyebabkan kenaikan T. Alkalinity di boiler., T. Hardness harus dijaga Trace dengan pengontrolan di air Kation, Silika harus dijaga Max 5 ppm, jika melebihi maka resin Anion sudah jenuh dan harus diregenerasi. Sebagai catatan perlu diingat bahwa jenuhnya resin Anion bisa disebabkan oleh resin Kation yang jenuh. Maka sebelum diregenerasi maka periksa dulu operasional resin Kation, jika sudah jenuh maka regenerasi resin Kation dan dioperasikan kembali resin Anion. Tunggu

(18)

menggunakan sumber air waduk berkisar 9-11 jam. Pada tangki anion menunjukkan w a k t u j e n u h 8 - 1 0 j a m d e n g a n menggunakan air alur sungai, sedangkan r a t a - r a t a w a k t u j e n u h d e n g a n menggunakan air waduk berkisar 4-7jam.

F. DAFTAR PUSTAKA

Dumairy.1992. Ekonomika Sumber Daya Air.Yogyakarta : BPFE

Hengki,S. Ir. Arlen.1985.Water Treatment Plant. Pelatihan Mesin-mesin UtamaPengolahan Kelapa Sawit Iyung, Pahan. 2006. Panduan Lengkap

Kelapa Sawit. Gadjah Madha. Bogor.

Linsley, K. Ray.1985.Teknik Sumber Daya Air. Edisi 3 jilid 1. Jakarta : Erlangga Linsley, K. Ray.1986.Teknik Sumber Daya

Air. Edisi 3 jilid 2. Jakarta : Erlangga N a i b a h o , P. M , 1 9 9 8. Te k n o l o g i Pengolahan Kelapa Sawit. Medan Winarno, F.G,1986, Air untuk Industri

Pangan. Jakarta.PT.Gramedia berselang waktu 2 jam jika Silika di Anion

tidak berkurang maka resin Anion harus di regenerasi, Conductivity dan TDS harus dijaga seminimal mungkin untuk menjaga agar kenaikan TDS diboiler bisa dikurangi.

∞ Air Feed :

pH air secara umum harus tinggi 7,5-9,5 untuk menjaga agar tidak terjadi korosi di dinding Feed Tank dengan pengontrolan di air Anion, T.Hardness harus dijaga Trace dengan pengontrolan di air Kation atau Softener, Silika juga harus dijaga Max 5 ppm. Jika silica dibiarkan lewat terus menerus lewat dari 5 ppm masuk ke boiler maka akan mengakibatkan Cycle (Consentration Factor) akan berkurang sehingga pemakaian bahan kimia di boiler menjadi tinggi, Conductivity dan TDS harus dijaga seminimal mungkin untuk menjaga agar kenaikan TDS di boiler bisa dikurangi dengan pengontrolan di air Filter dan Anion

E. KESIMPULAN

Dari hasil pengamatan yang dilakukan di PKS PT. Anugerah Langkat Makmur dapat disimpulkan bahwa : Berdasarkan pengujian selama 6 (enam) hari, yaitu 3 (tiga) hari pengujian menggunakan air alur sungai dan 3 (tiga) hari pengujian menggunakan air waduk, dapat diketahui adanya perbedaan waktu jenuh yang terjadi pada kedua jenis sumber air tersebut. Pada proses tangki kation diketahui rata-rata waktu jenuh yang terjadi dengan menggunakan sumber air alur sungai berkisar 12-15 jam, sedangkan r a t a - r a t a w a k t u j e n u h d e n g a n