i
LAPORAN KERJA PRAKTEK
PLTMG SUNGAI GELAM
PROSES PENGOLAHAN AIR BAKU SISTEM WATER TREATMENT PLANT
Disusun untuk memenuhi persyaratan Mata Kuliah Kerja Praktek Pada Program Studi Teknik Lingkungan
ROYHAN HIMAWAN PUTRA 1800825201054
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS BATANGHARI JAMBI
2022
ii
HALAMAN PERSETUJUAN
LAPORAN KERJA PRAKTEK
PLTMG SUNGAI GELAM KABUPATEN MUARO JAMBI PROVINSI JAMBI
PROSES PENGOLAHAN AIR BAKU PADA WATER TREATMENT PLANT DI PLTMG SUNGAI GELAM
Oleh :
ROYHAN HIMAWAN PUTRA 1800825201054
Dengan ini Dosen Pembimbing Kerja Praktek Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Batanghari Jambi menyatakan bahwa Kerja Praktek dengan Judul dan Penyusunan sebagaimana tersebut diatas telah disetujui sesuai dengan prosedur, ketentuan, kelaziman yang berlaku pada Program Strata Satu (S1) Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Batanghari Jambi.
Jambi, April 2022
Pembimbing I Pembimbing II
Anggrika Riyanti, ST, M.Si Hadrah, ST, M.T
NIDN. 1010028704 NIDN. 1020088802
iii
HALAMAN PENGESAHAN
PROSES PENGOLAHAN AIR BAKU PADA WATER TREATMENT PLANT DI PLTMG SUNGAI GELAM
Menyatakan bahwa Laporan Kerja Praktek ini telah diseminarkan pada Seminar Kerja Praktek Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Batanghari
Nama : Royhan Himawan Putra
NPM : 1800825201054
Hari/Tanggal :
PEMBIMBING KERJA PRAKTEK
1. Anggrika Riyanti, ST, M.Si ( )
NIDN. 1010028704
2. Hadrah, ST, M.T ( )
NIDN. 1020088802
Disahkan Oleh
Dekan Fakultas Teknik Ketua Program Studi Teknik
Lingkungan
Dr. Ir. H. Fakhrul Rozi Yamali, ME Marhadi, ST. M.Si
NIDN. 1015126501 NID. 1008038002
iv
PRAKATA
Alhamdulilahirabbil’alamin segala puji syukur penulis panjatkan kehadiran Allah subhannahu wa ta’ala yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Laporan Kerja Praktek dengan judul:
“PROSES PENGOLAHAN AIR BAKU PADA WATER TREATMENT PLANT PLTMG SUNGAI GELAM”
Keberhasilan penyusunan ini tidak dapat terlepas dari bantuan, arahan dan petunjuk dari semua pihak, untuk itu penulis pada kesempatan ini mengucapkan terima kasih pada:
1. Bapak Dr. Ir. H. Fakhrul Rozi Yamali, ME Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Batanghari.
2. Bapak Marhadi, ST, M.Si Selaku Ketua Program Studi Teknik Lingkungan Fakultas Teknik Universitas Batanghari.
3. Ibu Anggrika Riyanti. ST, M.Si Selaku Pembimbing I Kerja Praktek.
4. Ibu Hadrah. ST, M.T Selaku Pembimbing II Kerja Praktek.
5. PLTMG Sungai Gelam yang telah memberikan kesempatan Untuk melakukan Kerja praktek di perusahaannya.
6. Bapak Iskandar, Kakak Rafidah dan Kakak Endah , Kakak Chika dan Bang Julian.
v 7. Serta kedua orang tua dan keluarga dan kerabat yang memberikan do’a
dan semangat yang berarti.
8. Seluruh teman-teman kerabat sealmameter dan semua pihak yang telah memberikan dukungan.
Penulis menyadari bahwa dalam pebuatan laporan ini masih terdapat kekurangan, sehingga kritik dan saran yang membangun dari pembaca sangat diperlukan guna membuat kaporan ini lebih baik lagi. Demikian mudahan- mudahan laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak dan khususnya bagi penulis.
Jambi, Juni 2022
Penulis
ROYHAN HIMAWAN PUTRA
vi DAFTAR ISI
Halaman
Halaman Judul ... i
Halaman Persetujuan ... ii
Halaman Pengesahan ... iii
Prakata ... iv
Daftar Isi ... vi
Daftar Gambar ... viii
Daftar Tabel ... iix
Daftar Lampiran ... Error! Bookmark not defined. Daftar Istilah ... xi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Tujuan Kerja Praktek ... 2
1.3 Batasan Kerja Praktek ... 2
1.4 Sistematika Penulisan ... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 4
2.1 Pembangkit Listri Tenaga Mesin Gas ... 4
2.2 Pengertian Air ... 4
2.3 Sumber Air ... 5
2.3.1 Air Hujan ... 5
2.3.2 Air Permukaan ... 6
2.3.3 Air Tanah ... 8
2.3.4 Air Laut ... 9
2.4 Kontaminasi Air ... 9
2.5 Proses Pengolahan Air Bersih ... 10
2.5.1 Penjernihan Air ... 11
2.5.2 Karakteristik Chemical ... 17
2.6 Syarat Air Bersih ... 20
2.7 Karateristik Air ... 21
2.7.1 Karakteristik Fisik air... 21
2.7.2 Karakteristik Kimia air ... 22
vii
2.7.3 Karakteristik biologis ... 24
2.8 Water Treatment Plant ... 24
2.9 Prinsip Sistem Pendingin ... 25
BAB III GAMBARAN UMUM ... 28
3.1 PLTMG Sungai Gelam ... 28
3.2 Struktur Organisasi ... 29
3.3 Proses Produksi ... 31
3.3.1 Diesel Starting ... 33
3.3.2 Gas Station ... 33
3.3.3 Filter Gas ... 33
3.3.4 Compressor ... 33
3.3.5 Ruang Pembakaran ... 34
3.3.6 Egine ... 34
3.3.7 Generator ... 35
3.3.8 Traffo Setup ... 36
BAB IV PEMBAHASAN DAN TUGAS KHUSUS ... 37
4.1 Sumber Air Baku ... 37
4.2 Intalasi pengolahan air baku ... 38
4.3 Unit – unit pengolahan air baku ... 39
4.3.1 Sumur ... 39
4.3.2 Kolam Penampung ... 39
4.3.3 Raw Water Tank ... 40
4.3.4 Water Treatment Container ... 41
4.3.5 Treated Water Tank ... 52
4.4 Sistem Air Pendingin ... 53
4.5 Neraca air di PLTMG Sungai Gelam ... 54
4.6 Analisis kualitas air ... 55
BAB V KESIMPULAN ... 58
5.1 Kesimpulan ... 58
5.2 Saran ... 58
DAFTAR PUSTAKA ... 59
viii DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Proses Koagulasi dan Flokulasi (Chemistry Enviroment, 2015) ... 13
Gambar 3.2 Struktur Organisasi ... 30
Gambar 3.3 Alur Proses Produksi Listrik ... 32
Gambar 4.1 Diagram Alir Water Treatment Plant ... 38
Gambar 4.5 Water Treatment Container ... 42
Gambar 4.6 Gambar teknis media filter ... 43
Gambar 4.7 Penyaringan pasir (sand filter) ... 44
Gambar 4.8 Media carbon filter ... 46
Gambar 4.9 Water softener filter ... 50
Gambar 4.10 Reverse Osmosis ... 52
Gambar 4.11 Treated Water Tank ... 52
Gambar 4.12 Menara cooling water ... 54
Gambar 4.13 Neraca Air Bersih dan Air limbah (PLTMG Sungai. Gelam) ... 55
ix DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Ukuran partikel ... 12
Tabel 2.2 Permenkes RI, No. 32 tahun 2017 ... 20
Tabel 4.3 Komposisi media sand filter ... 42
Tabel 4.5 Uji kualitas air ... 56
x DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Formulir TLD-01 : Surat Pendaftaran Kerja Praktek Lampiran 2. Formulir TLD-02 : Surat Permohonan Penerbitan SK
Pembimbing Kerja Praktek
Lampiran 3. Formulir TLD-03 : Pendaftaran Seminar Kerja Praktek Lampiran 4. Formulir TLD-04 : Lembar Asistensi Kerja Praktek
Lampiran 5. Formulir TLD-05 : Kartu Bukti Peserta Seminar Kerja Praktek Lampiran 6. Formulir TLE-01 : Berita Acara Seminar Kerja Praktek
Lampiran 7. Formulir TLE-02 : Form Penilain Seminar Kerja Praktek Lampiran 8. Formulir TLE-03 : Lembar Revisi Seminar Kerja Praktek Lampiran 9. Formulir TLE-04 : Daftar Hadir Peserta Seminar
Kerja Praktek
Lampiran 10. Formulir TLH-02 : Pelaksanaan Kerja Praktek
Lampiran 11. : Tata Letak PLTMG Sungai Gelam Lampiran 12. : Dokumentasi Kerja Praktek Lampiran 13. : Time Schedule Kerja Praktek
Lampiran 14. : Daftar Hadir Pelaksanaan Kerja Praktek Lampiran 15. : Log Book Kegiatan Harian Kerja Praktek Lampiran 16. : Laporan Bulanan Air Domestik PLTMG
xi
DAFTAR ISTILAH
BOD : Biological Oxygent Demand COD : Chemical Oxygen Demand DO : Disolved oxygent
MW : Mega Watt
PAC : Poly Aluminium Cloride
PLTMG : Pembangkit Listrik Tenaga Mesin Gas PP : Peraturan Pemerintah
RO : Reverse Osmosis SLO : Sertifikat Laik Operasi TDS : Total Dissolved Solid WTP : Water Treatment Plant
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pembangkit Listrik Tenaga Mesin Gas (PLTMG) merupakan pembangkit energi listrik yang menggunakan peralatan/mesin turbin gas sebagai penggerak generatornya. Turbin gas dirancang dan dibuat dengan prinsip kerja yang sederhana dimana energi panas yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar diubah menjadi energi mekanis dan selanjutnya diubah menjadi energi listrik atau energi lainnya sesuai kebutuhannya. Secara prinsip kerja PLTMG umumnya menggunakan dua jenis bahan bakar yaitu gas alam (natural gas) dan minyak diesel (HSD/MFO). Hasil pembakaran antara bahan bakar dan gas akan menghasilkan udara yang nantinya akan digunakan untuk menggerakan turbin pada PLTMG. Kapasitas produksi listrik pada PLTMG dapat menghasilkan daya listrik 20 MW.
Untuk itu, PLTMG memiliki luas area 95.026 m2 dengan jumlah karyawan 90 orang membutuhkan air bersih yang dalam proses operasionalnya untuk menunjang kegiatan produksi serta kebutuhan domestik karyawan. Air yang digunakan sebagai air pendingin dan kebutuhan domestik yang harus memenuhi standar air minum yang telah ditetapkan sehingga aman digunakan untuk kebutuhan sehari-hari dan mencegah kerusakan pada sistem pendingin. Sumber air baku yang digunakan untuk proses pengolahan air bersih bersumber dari air sumur dalam (deep well) Untuk mendapatkan mutu air agar sesuai standar
2 diperlukan proses pengolahan air yang baik dan berbagai proses perlakuan (treatment).
Air bersih di PLTMG sebesar 10 m3/hari yang digunakan untuk keperluan produksi sebesar 6 m3/hari sebagai kebutuhan produksi dan untuk sistem fire fighting sebesar 2 m3/hari. Selain itu air yang digunakan untuk karyawan sebesar 2 m3/hari.
Berdasarkan uraian diatas maka kerja praktek ini akan membahas mengenai “ Sistem pengolahan air baku dengan Water Treatment Plant untuk kebutuhan produksi di PLTMG Sungai Gelam”..
1.2 Tujuan Kerja Praktek
Adapun tujuan Kerja Praktek ini adalah.
Untuk mengetahui sistem pengolahan air baku untuk kebutuhan produksi di PLTMG Sungai Gelam.
1.3 Batasan Kerja Praktek
Pembahasan pada Kerja Praktek ini dibatasi pada proses pengolahan air baku menjadi air bersih pada Water Treatment Plant untuk kebutuhan produksi PLTMG Sungai Gelam.
1.4 Sistematika Penulisan
Laporan Kerja Praktek ini disusun per bab yang mana tiap-tiap bab dibagi lagi menjadi beberapa sub-bab agar setiap permasalahan yang dibahas dapat dimengerti dan dipahami dengan jelas. Adapun uraian dari laporan ini adalah sebagai berikut:
BAB I PENDAHULUAN
3 Pada bab ini, menguraikan tentang latar belakang kerja praktek, tujuan yang diharapkan dari kerja praktek, batasan kerja praktek, dan sistematika dalam laporan yang dibuat.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pada bab ini menguraikan teori pengertian air, sumber air, kontaminasi air, proses pengolahan air, penjernihan air, karakteristik chemical, karakteristik air, jar test, parameter penjernihan air dan sistem pendingin mesin.
BAB III GAMBARAN UMUM PERUSAHAAN
Pada bab ini menguraikan tentang sejarah singkat perusahaan, struktur organisasi dan proses produksi.
BAB IV PEMBAHASAN DAN TUGAS KHUSUS
Pada bab ini menguraikan secara khusus mengenai analisis air dan proses pengolahan air baku di Water Treatment Plant menjadi air bersih.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini merupakan bab terakhir yang penulis susun dalam Laporan Kerja Praktek. Dalam bab ini penulis akan menyampaikan kesimpulan dari hasil penyusunan Laporan Kerja Praktek dan beberapa saran yang penulis kemukakan untuk pelaksanaan pekerjaan yang lebih baik.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pembangkit Listri Tenaga Mesin Gas
Generator induksi adalah generator yang memiliki prinsip dan kontruksinya sama dengan motor induksi yang sudah umum digunakan, hanya saja dibutuhkan penggerak mula sehingga putaran rotor lebih besar dari pada putaran stator (nr>ns) untuk membangkitkan tegangannya. Generator induksi lebih banyak digunakan pada daerah terpencil yang belum terjangkau listrik. Umumnya generator induksi digunakan untuk membangkitkan energi listrik berdaya kecil seperti pada pembangkit listrik tenaga angin dan mikrohidro. Dalam pengoperasian generator induksi memiliki masalah pada tegangan keluaran generator yang tidak konstan. Oleh sebab itu diperlukan adanya sistem kontrol untuk mengatur tegangan keluaran generator induksi. Dengan menggunakan pengontrolan, tegangan yang dihasilkan oleh generator induksi berpenguatan sendiri menjadi lebih halus tanpa adanya ripple dan lebih stabil (Suhendri : 2016).
2.2 Pengertian Air
Air merupakan dasar bagi sebuah kehidupan sehingga keberadaannya selalu dicari oleh setiap manusia. Sekitar 60-90% bagian sel mahluk hidup adalah air.
Oleh karena itu, sumber daya air harus dilindungi agar tetap dapat dimanfaatkan.
Air baku adalah air yang diapakai untuk keperluan air minum, rumah tangga, dan industri (Pratiwi, 2007). Air yang digunakan di pabrik kelapa sawit dapat diperoleh dari 2 sumber yaitu air permukaan dan air sumur.
5 Air permukaan memiliki jumlah padatan tersuspensi total dan suspended solid yang lebih banyak dibandingkan air sumur, jumlah padatan terlarut total dissolved solid yang lebih sedikit, dan sifat fisiknya yang cenderung mengikuti perubahan keadaan lingkungan. Pengelolaan sumber daya air sangat diperlukan mengingat seberapa pentingnya air bagi mahluk hidup. Air yang digunakan dan dikonsumsi oleh manusia memiliki standar mutu yang dikendalikan secara ketat karena berpengaruh terhadap kualitas maupun estetika air.
Menurut Suyanta (2002), kualitas air ditentukan oleh kandungan ion logam dan non logam dalam air, seperti logam-logam perak (Aq), kadmium (Cd), krom (Cr), Kobalt (Co), tembaga (Cu), besi (Fe), merkuri (Hq), molibdenum (Mo), nikel (Ni), timbal (Pb), timah (Sn), seng (Zn), aluminium (Al), arsen (As) dan selenium (Se). Adanya anion-anion seperti klorida (Cl-), sulfat (SO42-) dan nitrat (NO3) juga dapat menyebabkan rendahnya kualitas air. Kualitas air mencakup keadaan fisik dan kimia yang dapat mempengaruhi ketersediaan air untuk kehidupan manusia, pertanian, industri, rekreasi dan pemanfaatan air lainnya (Gusril, 2016).
2.3 Sumber Air
Sumber air yang digunakan sehari-hari haruslah memenuhi syarat-syarat kesehatan. Air di bumi selalu mengalami siklus hidrologi sehingga dikenal 4 (empat) sumber air di bumi yaitu (Sutrisno, 2006):
2.3.1 Air Hujan
Air Hujan adalah uap air yang sudah mengalami kondensasi, kemudian jatuh ke bumi berbentuk air. Proses kondensasi (perubahan uap air menjadi tetes
6 air yang sangat kecil) membentuk tetes air. Pada waktu terbentuk uap air terjadi proses transformasi (pengangkutan uap air oleh angin menuju daerah tertentu yang akan terjadi hujan).
Air hujan juga merupakan sumber air baku untuk keperluan rumah tangga, pertanian, dan lain-lain. Air hujan 13 dapat diperoleh dengan cara menampung air hujan yang jatuh dari atap rumah. Menurut Waluyo (2005) dan Lee at al. (2010), ketika proses transformasi tersebut uap air tercampur dan melarutkan gas-gas oksigen (O2), nitrogen (N), karbondioksida (CO2), debu, dan senyawa lain.
Karena itulah air hujan juga mengandung debu, bakteri, serta berbagai senyawa yang terdapat dalam udara, sehingga kualitas air hujan juga banyak dipengaruhi oleh keadaan lingkungannya. (Hamonangan, 2011).
2.3.2 Air Permukaan
Air permukaan merupakan salah satu sumber yang dapat dipakai untuk sumber bahan baku air bersih. Dalam menyediakan air bersih terutama untuk air minum dalam sumbernya perlu diperhatikan tiga segi yang penting yaitu : kualitas, kuantitas dan kontinuitas air baku. Adapun yang termasuk kedalam kelompok air permukaan adalah air yang berasal dari sungai , selokan, rawa, parit, bendungan, danau, laut dan air tanah.
Air permukaan adalah air hujan yang mengalir di permukaan bumi. Pada umumnya air permukaan ini akan mendapat pengotoran selama pengalirannya, misalnya oleh lumpur, batang-batang kayu, daun-daun, kotoran industri kota dan sebagainya. Beberapa pengotoran untuk masing-masing air permukaan akan
7 berbeda-beda, tergantung pada daerah pengaliran air permukaan ini. Jenis pengotorannya adalah merupakan kotoran fisik, kimia dan bakteri.
Setelah mengalami suatu pengotoran, pada suatu saat air permukaan itu akan mengalami suatu proses pembersihan sendiri. Udara yang mengandung oksigen atau gas O2 akan membantu mengalami proses pembusukan yang terjadi pada air permukaan yang telah mengalami pengotoran, karena selama dalam perjalanan O2 akan meresap ke dalam air permukaan.Air permukaan ada dua macam yaitu :
a. Air sungai
Dalam penggunaannya sebagai air minum, haruslah mengalami suatu pengolahan yang sempurna, mengingat bahwa air sungai ini pada umumnya mempunyai derajat pengotoran yang tinggi sekali. Debit yang tersedia untuk memenuhi kebutuhan air minum pada umumnya dapat mencukupi.
b. Air rawa/danau
Kebanyakan air rawa ini berwarna hitam atau kuning kecoklat, hal ini disebabkan oleh adanya zat-zat organis yang telah membusuk, misalnya asam humus yang terlarut dalam air yang menyebabkan warna kuning coklat.
Dengan adanya pembusukan kadar zat organis tinggi, maka umumnya kadar Fe dan Mn akan tinggi pula dan dalam keadaan kelarutan O2 kurang sekali (anaerob), maka unsur-unsur Fe dan Mn ini terlarut. Pada permukaan air akan tumbuh algae (lumut) karena adanya sinar matahari dan O2.
8 2.3.3 Air Tanah
Menurut definisi Undang-undang Sumber Daya Air, air tanah merupakan air yang terdapat di dalam lapisan tanah atau batuan di bawah permukaan tanah (Sujana, 2006). Air tanah (ground water) berasal dari air hujan yang jatuh ke permukaan bumi yang kemudian mengalami perkolasi atau penyerapan ke dalam tanah dan mengalami proses filtrasi secara alamiah. Proses-proses yang telah dialami air hujan tersebut, di dalam perjalanannya ke bawah tanah, membuat air tanah menjadi lebih baik dan lebih murni dibandingkan dengan air permukaan.
Air tanah adalah air yang berada di dalam tanah. Air tanah diperoleh dengan cara menggali tanah. Air tanah yang sebagian besar berasal dari air permukaan dan air hujan relatif lebih bersih, hanya saja di sebagian wilayah Indonesia air tanah dimungkinkan terlalu banyak mengandung bahan kimia tertentu. Contohnya pada daerah berpasir, maka kemungkinan kandungan besi dalam air tinggi, pada daerah berkapur maka kemungkinan kandungan kalsium dalam air akan berlebihan (Nur Hidayati, 2006).
Menurut Sutrisno dalam C. Khairunnisa (2012), air tanah terdiri atas:
1. Air tanah dangkal yaitu air yang terjadi karena proses peresapan air dari permukaan tanah. Lumpur akan tertahan juga bakteri sehingga air tanah akan mengandung zat kimia karena melalui lapisan tanah yang mempunyai unsur- unsur kimia tertentu untuk masing-masing lapisan tanah. Pengotoran juga masih terus berlangsung terutama pada muka air yang dekat dengan muka tanah. Air tanah ini digunakan sebagai sumber air minum melalui sumur-
9 sumur dangkal. Sebagai sumber air minum, ditinjau dari segi kualitas agak baik. Tetapi dari segi kuantitas cukup kurang dan tergantung pada musim.
2. Air tanah dalam yaitu air tanah yang terdapat setelah lapisan rapat air yang pertama. Pengambilan air tanah dalam ini tidak semudah 12 pengambilan air tanah dangkal. Biasanya air tanah dalam ini berada pada kedalaman (200 – 300) meter. Kualitas air tanah dalam lebih baik dari air tanah dangkal karena penyaringannya lebih sempurna dan bebas dari bakteri
3. Mata air adalah air yang keluar dengan sendirinya ke permukaan tanah.
Keluarnya air tersebut secara murni dan biasanya terdapat di lereng-lereng gunung atau sepanjang tepi sungai. Hampir tidak terpengaruh oleh musim.
2.3.4 Air Laut
Air laut adalah air dari laut atau samudera.Air laut mempunyai sifat asin, karena mengandung garam NaCl.Kadar garam NaCl dalam air laut 3%, gas-gas terlarut, bahan-bahan organik dan partikel-partikel tak terlarut.Dengan keadaan ini, maka air laut tidak memenuhi sarat untuk air minum.
2.4 Kontaminasi Air
Kontaminasi air bermula ketika air hujan turun melewati atmosfer. Gas-gas yang terdapat di atmosfer (seperti CO2, N2, O2) emisi industri, dan polutan udara lainnya larut kedalam air hujan tersebut. Gas CO2 menyebabkan air hujan bersifat asam. Air hujan yang sudah asam tersebut secara bertahap dapat melarutkan mineral-mineral yang terdapat di permukaan bumi. Dengan demikian air yang dijumpai di sungai, danau, dan sumber air lainnya tidak lagi merupakan air murni
10 tetapi adalah senyawa kompleks yang mengandung bahan-bahan organik dan anorganik yang larut dan tersuspensi dalam air (Letterman, 2014).
Mineral yang terdapat dalam air bisa dikurangi dengan cara disaring/
diendapkan suspended solid untuk padatan yang tidak terlarut air, dan penambahan chemical disolved solid (Nalco, 1988). Komposisi kimia yang terdapat dari air biasanya merefleksikan keadaan geogologi dimana air tersebut ditemukan. Air tanah dan air permukaan memiliki kontaminan yang berbeda, sehingga proses penjernihannya juga dilakukan dengan cara yang berbeda.
2.5 Proses Pengolahan Air Bersih
Proses pengolahan air bersih merupakan suatu upaya untuk mendapatkan air yang bersih dan sehat sesuai dengan standar mutu air untuk kesehatan. Proses penjernihan air bersih merupakan proses perubahan sifat, fisik, kimia, dan biologi air baku agar memenuhi syarat untuk digunakan sebagai konsumsi.
Proses pengolahan air pada dasarnya dapat digolongkan menjadi tiga bagian pengolahan (Reynold, 1982), yaitu:
1. Pengolahan fisik, yaitu suatu tingkat pengolahan yang bertujuan untuk mengurangi atau menghilangkan kotoran-kotoran yang kasar, penyisihan lumpur dan pasir, serta mengurangi kadar zat-zat organik yang ada dalam air yang akan diubah.
2. Pengolahan kimia, yaitu tingkat pengolahan dengan menggunakan zat-zat kimia untuk membantu proses pengolahan selanjutnya seperti penambahan aluminium sulfate, soda ash dan polymer.
11 3. Pengolahan bakteriologis, yaitu suatu tingkat pengolahan untuk membunuh atau memusnahkan bakteri-bakteri yang terkandung di dalam air seperti proses desinfeksi. Tujuan dan kegiatan pengolahan air bersih adalah sebagai berikut:
a. Menurunkan kekeruhan.
b. Mengurangi bau, rasa, dan warna.
c. Menurunkan dan mematikan mikroorganisme.
d. Mengurangi kadar bahan – bahan yang terlarut dalam air.
e. Menurunkan kesadahan, dan
f. Memperbaiki derajat keasaman (pH).
2.5.1 Penjernihan Air
Penjernihan air merupakan proses pengendapan kotoran/lumpur yang tersuspensi/melayang didalam air dengan bantuan penambahan bahan kimia.
Partikel kecil dalam air baku, yang disebut padatan tersuspensi tidak dapat mengendap dengan sendirinya dalam waktu yang wajar. Padatan tersebut saling tolak-menolak sehingga tetap dalam keadaan stabil dalam air dan tidak mengendap. Gaya tolak-menolak disebabkan oleh muatan negatif pada setiap permukaan padatan tersuspensi (Nalco, 1988). Tahapan penjernihan air di eksternal water treatment adalah:
a. Koagulasi
Koagulasi adalah proses penambahan zat kimia (koagulan) ke dalam air baku dengan maksud mengurangi daya tolak-menolak antar partikel koloid, sehingga partikel-partikel tersebut dapat bergabung menjadi flok-
12 flok halus” (Mujiadi, 2001). Dengan penambahan koagulan, kestabilan koloid dapat dihancurkan sehingga partikel koloid dapat menggumpal dan membentuk partikel dengan ukuran yang lebih besar, sehingga dapat dihilangkan pada unit sedimentasi (Benefield, 1982). Bila proses koagulasi dilakukan tidak pada rentang pH optimum, maka akan mengakibatkan gagalnya proses pembentukan flok dan rendahnya kualitas air yang dihasilkan. Kisaran pH yang efektif untuk koagulasi dengan alum pada pH 5,5-8,0.
Tabel 2.1 Ukuran partikel Ukuran partikel
(mm)
Tipe partikel Waktu pengndapan pada kedalaman 1 meter
10 Kerikil 1 detik
1 Pasir 10 detik
10-1 Pasir halus 2 menit
10-2 Lempung 2 jam
10-3 Bakteri 8 hari
10-4 Koloid 2 tahun
10-5 Koloid 20 tahun
10-6 Koloid 200 tahun
Sumber: Chemistry Enviroment, 2015
13 Gambar 2.1 Proses Koagulasi dan Flokulasi (Sumber: Chemistry Enviroment,
2015)
Gaya van der Waals dan gaya elektrostatik saling meniadakan. Kedua gaya tersebut nilainya makin mendekati nol dengan makin bertambahnya jarak antar koloid. Resultan kedua gaya tersebut umumnya menghasilkan gaya tolak yang lebih besar (Risdianto, 2007).
Penggunaan koagulan alumunium sulfat menyebabkan alumunium sulfat:
Al2(SO4)3 + 6H2O 2Al(OH)3↓ + 3H2SO4
3H2SO4 6H+ + 3SO42−
Penggunaan koagulan poly aluminium chloride menyebabkan poly aluminium chloride:
Al2(OH)3Cl3 Al2(OH)33+ + 3Cl-
+ 3H2O 2Al(OH)3 + 3H+ + 3Cl-
Dari reaksi diatas dapat dilihat bahwa pada reaksi hidrolisis, aluminium sulfat dalam air melepaskan ion H+ sebanyak 6H+ . Sedangkan reaksi
14 hidrolisis pada PAC hanya melepaskan 3 buah ion H+ . Hal inilah yang menyebabkan pH air yang menggunakan aluminium sulfat akan bersifat lebih asam dari pada menggunakan koagulan PAC (Budiman dkk, 2008).
b. Flokulasi
Flokulasi merupakan proses penggabungan flok-flok halus (hasil koagulasi) menjadi flok-flok yang berukuran besar sehingga mudah mengendap. Proses ini akan terjadi dengan menambahkan flokulan.
Flokulasi menyebabkan partikel-partikel yang sudah saling mengikat saling berdekatan menjadi koloid yang lebih besar dan mengendap ( Rahimah dkk, 2016).
c. Filtrasi
Filtrasi adalah Proses pemisahan solid-liquid dengan cara melewatkan liquid melalui media berpori atau bahan – bahan berpori untuk menyisihkan atau menghilangkan sebanyak – banyaknya butiran – butiran halus zat padat tersuspensi dari liquid (Widystuti, 2011). Faktor yang mempengaruhi efisiensi penyaringan ada 4 (empat) yaitu:
1. Kualitas air baku, semakin baik kualitas air baku yang diolah maka akan baik pula hasil penyaringan yang diperoleh.
2. Suhu, Suhu yang baik yaitu antara 20-30oC, temperatur akan mempengaruhi kecepatan reaksi-reaksi kimia.
3. Kecepatan Penyaringan, pemisahan bahan-bahan tersuspensi dengan penyaringan tidak dipengaruhi oleh kecepatan penyaringan. Berbagai hasil penelitian menyatakan bahwa kecepatan penyaringan tidak
15 mempengaruhi terhadap kualitas effluent. Kecepatan penyaringan lebih banyak terhadap masa operasi saringan.
4. Diameter butiran, secara umum kualitas effluent yang dihasilkan akan lebih baik bila lapisan saringan pasir terdiri dari butiran-butiran halus.
Jika diameter butiran yang di gunakan kecil maka yang terbentuk juga kecil. Hal ini akan meningkatkan efisiensi penyaringan.
Tersumbatnya media filter ditandai oleh:
1. Penurunan kapasitas produksi atau kecepatan alir filtrat.
2. Peningkatan kehilangan energi (headloss) yang diikuti oleh kenaikan muka air diatas media.
3. Penurunan kualitas air produksi.
Fungsi Alat filtrasi :
1. Proses pemisahan zat padat atau zat padat halus, baik yang tersuspensi maupun koloid dari fluida dengan menggunakan media berpori
2. Removal terhadap zat padat, kandungan bakteri, menghilangkan warna, rasa, bau, besi dan mangan.
Bagian Alat Filtrasi :
1. Bak filter Bak tempat proses filtrasi berlangsung– Jumlah dan ukuran bak tergantung debit pengolahan (minimum dua bak).
2. Media filter Bahan berbutir/ granular sebagai media penyaringan, dimana air akan melewati pori-pori diantara butiran tersebut Macam
16 media: singlemedia, dualmedia, multimedia. Susunan berdasarkan ukuran: seragam, gradasi, tercampur. 3. Sistem underdrain Merupakan sistem pengaliran air yang telah melewati proses filtrasi terletak di bawah media filter terdiri dari: manifold, lateral dan orifice.
Berdasarkan kapasitas produksi air yang terolah, filter dibagi menjadi 2 type, yaitu: Saringan Pasir Lambat (Slow Sand Filter ) dan Saringan Pasir Cepat ( Rapid sand filter ).
Menurut SNI 3981:2008 saringan pasir lambat adalah bak saringan yang menggunakan pasir sebagai media filter dengan ukuran butiran sangat kecil, namun mempunyai kandungan kuarsa yang tinggi. Proses penyaringan berlangsung secara gravitasi, sangat lambat dan simultan pada seluruh permukaan media. Proses penyaringan merupakan kombinasi antara proses fisik (filtrasi, sedimentasi dan adsorpsi), proses biokimia dan proses biologis (Josephinne, 2008).
Sedangkan rapid sand filter adalah salah satu jenis unit filtrasi yang mampu menghasilkan debit air yang lebih banyak dibandingkan slow sand filter, namun kurang efektif untuk mengatasi bau dan rasa yang ada pada air yang disaring. Selain itu, debit air yang cepat menyebabkan lapisan bakteri yang berguna untuk menghilangkan patogen tidak akan terbentuk sebaik apa yang terjadi slow sand filter, sehingga membutuhkan proses desinfeksi yang lebih intensif (Astari dkk, 2007). Ukuran media pasir
17 berkisar antara 0,5-2 mm, dengan laju aliran 5-15 m/jam dan waktu operasi berkisar antara 1-3 hari (Herlambang, 2008).
d. Sedimentasi
Sedimentasi adalah proses fisik yang paling sederhana dalam proses penjernihan air. Proses ini bekerja berdasarkan gaya gravitasi pada proses ini air akan ditampung pada suatu tempat penampungan yang cukup selama beberapa jam. Air tersebut dijaga kecepatan dengan pergerakannya sehingga Turbulensi akan berkurang. Dengan berkurangnya tubulensi pada air maka senyawa koloid yang membentuk partikel dengan ukuran yang lebih besar akan semakin banyak, dan partikel-partikel tersebut kemudian mengendap ke dasar tempat penampungan sehingga terpisah dengan air (Kristijarti dkk, 2013).
2.5.2 Karakteristik Chemical a. Aluminium sulfat
Aluminium sulfat merupakan turunan aluminium yang paling luas penggunaannya dan tersedia secara komersil dalam bentuk bubuk dan cair.
Aluminium sulfat sebagian besar tidak larut pada harga pH antara 5 - 7.
Pada pH ≤ 5, aluminium sulfat mengurangi pembentukan ion aluminium.
Pada pH ≥ 7, aluminium sulfat mengurangi pembentukan ion aluminat.
Keunggulan dari jenis koagulan ini adalah:
1. Banyak dipakai untuk pengolahan air karena harganya murah.
18 2. Flok yang dihasilkan stabil dan efektif untuk air baku dengan kekeruhan yang tinggi serta sangat baik untuk dipakai bersama-sama zat koagulan pembantu.
3. Aluminium sulfat tidak menimbulkan pengotoran yang serius pada dinding bak.
Kekurangan dari penggunaan koagulan alum ini antara lain:
1. Bila pemakaian dosis koagulan yang tidak tepat maka akan menyebabkan air yang tingkat kekeruhannya rendah akan bertambah keruh.
2. Rentang pH operasi lebih sempit antara 4,5 – 8.
3. Aluminium sulfat cair yang banyak digunakan sering menimbulkan penyumbatan pada pemipaan karena terjadi pengkristalan Al2O3 bila pada temperatur yang rendah dan konsentrasi yang tinggi.
b. Poly Aluminium Cloride (PAC)
PAC adalah garam khusus pada pembuatan aluminium clorida yang mampu memberikan daya koagulasi dan flokulasi yang lebih kuat daripada aluminium yang biasa dan garam-garam besi seperti aluminium sulfat atau ferri klorida. Kegunaan dari PAC adalah sebagai koagulan atau flokulan untuk menguraikan larutan yang keruh dan menggumpalkan partikel, sehingga memungkinkan untuk memisah dari medium larutannya. PAC mempunyai rumus umum kimia: Al₂(OH)₆-nCln.xH₂O (n=1-5). Pembuatan PAC dapat dilakukan dengan mereaksikan aluminium dengan asam klorida 5-15% (aluminium ekses terhadap hidrogen klorida), pada suhu
19 67-970C atau dengan mereaksikan aluminium hidroksida dengan asam klorida dengan reaksi sebagai berikut : 2Al(OH)₃ + nHCl Al₂(OH)₆-nCln + n H2O Keuntungan penggunaan PAC sebagai koagulan dalam proses penjernihan air adalah sebagai berikut:
1. Korosivitasnya rendah karena PAC adalah koagulan bebas sulfat sehingga aman dan mudah dalam penyimpanan dan transportasinya.
2. Pada umumnya koagulan yang digunakan akan membentuk logam hidroksida. Penggunaan koagulan aluminium sulfat menyebabkan pelepasan sebuah ion hidrogen untuk tiap gugus hidrogen yang dihasilkan. Ion hidrogen yang dihasilkan ini menyebabkan penurunan pH yang cukup tajam, sehingga air yang diolah menjadi lebih asam.
Pada pengunaan PAC sebagai koagulan, pH air hasil pengolahan tidak mengalami penurunan pH yang cukup tajam seperti pada penggunaan koagulan aluminium sulfat.
c. Soda ash
Soda ash dapat dikatakan natrium karbonat yang digunakan untuk sebagai dasar yang relatif kuat dalam berbagai pengaturan. Sebagai contoh, digunakan sebagai pengatur pH untuk mempertahankan kondisi alkalin stabil. Ketika dilarutkan dalam air, akan terdisiosasi menjadi asam lemah yaitu asam ash karbonat dan alkali kuat yaitu natrium hidroksida. Sodium karbonat dalam larutan kemampuan menyerang logam seperti aluminium dengan pelepasan gas hidrogen (Amri, 2018).
d. Polymer
20 Polymer merupakan suatu senyawa dengan berat molekul yang besar dan tersusun atas unit – unit kecil berulang yang disebut monomer. Molekul yang kecil disebut monomer, dapat terdiri dari satu jenis maupun beberapa jenis. Polymer adalah sebuah molekul panjang yang mengandung rantai–
rantai atom yang dipadukan melalui ikatan kovalen yang terbentuk melalui proses polymerisasi dimana molekul monomer bereaksi bersama–sama secara kimia untuk membentuk suatu rantai linier atau jaringan tiga dimensi dari rantai polymer (Suharty, 2007).
2.6 Syarat Air Bersih
Syarat dari air bersih untuk keperluan higiene sanitasi, secara terperinci telah diatur pada Permenkes RI No. 32 tahun 2017, Standar Baku Mutu Kesehatan Lingkungan untuk media air untuk keperluan higiene sanitasi meliputi parameter fisik, biologi, dan kimia yang dapat berupa parameter wajib dan parameter tambahan. Air untuk keperluan higiene sanitasi tersebut digunakan untuk pemeliharaan kebersihan perorangan seperti mandi dan sikat gigi, serta untuk keperluan cuci bahan pangan, peralatan makan, dan pakaian. Selain itu air untuk keperluan higiene Sanitasi dapat digunakan sebagai air baku air minum. Tabel 2.1 berisi daftar parameter wajib yang harus diperiksa untuk keperluan higiene sanitasi.
Tabel 2.2 Permenkes RI, No. 32 tahun 2017
No Jenis Parameter Satuan Kadar maksimum
yang diperbolehkan 1 Parameter yang berhubungan
langsung dengan kesehatan
21 2.7 Karateristik Air
2.7.1 Karakteristik Fisik air
Kareteristik Fisik air adalah sebagai berikut antara lain : 1. Kekeruhan
a. Parameter Mikrobiologi
1 ) E. Coli CFU/100 ml 0
2 ) Total Bakteri coliform CFU/100 ml 50
2 Parameter yang tidak langsung berhubungan dengan kesehatan a. Parameter Fisik
1 ) Kekeruhan NTU 25
2 ) Warna TCU 50
3 ) Total Zat Padat Terlarut (TDS)
mg / l 1000
4 ) Rasa Tidak berasa
5 ) Suhu 0C Suhu udara ± 3
6 ) Bau Tidak berbau
b. Parameter Kimiawi
1 ) Pestisida total mg / l 0,1
2 ) Besi mg / l 1
3 ) Kesadahan mg / l 500
4 ) Fluorida mg / l 1,5
5 ) Mangan mg / l 0,5
6 ) Ph 6,5 – 8,5
7 ) Nitrat, sebagai N mg / l 10
8 ) Nitrit, sebagai N mg / l 1
9 ) Sianida mg / l 0,1
10 ) Deterjen mg / l 0,05
Tambahan
1 ) Air raksa mg / l 0,001
2 ) Arsen mg / l 0,05
3 ) Kadmium mg / l 0,005
4 ) Kromium mg / l 0,05
5 ) Selenium mg / l 0,01
6 ) Seng mg / l 15
7 ) Sulfat mg / l 400
8 ) Timbal mg / l 0,05
9 ) Benzene mg / l 0,01
10 ) Zat organik (KMNO4) mg / l 10
22 Kekeruhan air dapat di timbulkan oleh adanya bahan-bahan anorganik dan organik yang terkandung dalam air seperti lumpur dan bahan yang di hasilkan oleh bangunan industri.
2. Temperatur
Kenaikan temperatur air menyebabkan penurunan kadar oksigen terlarut. Kadar oksigen terlarut yang terlalu rendah akan menimbulkan bau yang tidak sedap akibat degradasi anaerobic yang mungkin saja terjadi.
3. Warna
Warna air dapat di timbulkan oleh kehadiran organisme, bahan-bahan tersuspensi yang berwarna dan oleh ekstrak senyawa-senyawa organik serta tumbuh-tumbuhan.
4. Zat padat
Kandungan zat padat menimbulkan bau busuk, juga dapat menyebabkan turunya kadar oksigen terlarut. Zat padat dapat menghalangi penetrasi sinar matahari kedalam air.
2.7.2 Karakteristik Kimia air
Karakteristik kimia adalah sebagai berikut antara lain : 1. pH
Pembatasan pH dilakukan karena akan mempengaruhi rasa, korosifitas air dan efisiensi klorinasi. Beberapa senyawa asam dan basa lebih
23 toksid dalam bentuk molekuler, dimana disosiasi senyawa-senyawa tersebut di pengaruhi oleh pH.
2. DO ( Disolved oxygent )
DO adalah jumlah oksigen terlarut dalam air yang berasal dari fotosintesa dan absorbsi atmosfer/udara. Semakin banyak jumlah DO makan kualitas air semakin baik. Satuan DO biasanya dinyatakan dalam persentase saturasi.
3. BOD ( Biological Oxygent Demand )
BOD adalah banyaknya oksigen yang dibutuhkan oleh mikroorganisme untuk menguraikan bahan-bahan organik (zat pencerna ) yang terdapat di dalan air buangan secara biologi. BOD dan COD digunakan untuk memonitoring kapasitas self purification badan air penerima.
4. COD ( Chemical Oxygen Demand )
COD adalah banyaknya oksigen yang dibuthkab untuk mengoksidasi bahan-bahan organik secara kimia.
5. Kesadahan
Kesadahan air yang tinggi akan mempengaruhi efektifitas pemakaian sabun, namun sebaliknya dapat memberikan rasa yang segar. Di dalam pemakaian air industri ( Air ketel, air pendinginan, atau pemanas) adanya kesadahan dalam air tidaklah dikehendaki. Kesadahan yang tinggi bisa disebabka oleh adanya kadar residu terlalut yang tinggi.
24 6. Senyawa-senyawa kimia yang beracun
Kehadiran unsur arsen (As) pada dosis yang rendah sudah merupakan racun terhadap manusia sehingga perlu pembatasan yang agak ketat (±
0,05 mg/l). Kehadiran besi (fe) dalam air bersih akan menyababkan timbulnya rasa dan bau ligam, menimbulkan warna koloid merah ( karat) akibat oksidasi oleh oksigen terlarut yang dapat menjadi racun bagi manusia.
2.7.3 Karakteristik biologis
Analisis bakteriologi suatu sampel air bersih biasanya merupakan parameter kualitas yang paling sensitif. Kedalam parameter mikrobiologis ini hanya dicantumkan koliform tinja dan total koliform. Sebetulnya kedua parameter ini hanya berupa indikator bagi berbagai mikroba yang dapat berupa parasit (protozoa,metazona, tungau), bakteri patogen dan virus (Utsman Hussen, 2015).
2.8 Water Treatment Plant
Water treatment plant merupakan stasiun tempat proses pengolahan air untuk memperoleh air yang dihasilkan dapat memenuhi syarat sesuai kriteria yang ditetapkan guna menyediakan kebutuhan air untuk pembangkitan tenaga, pengolahan, maupun lingkungan perumahan berupa air bersih. Terdapat 2 proses pengolahan air:
1. Proses Pengolahan air di External Water Treatment.
Menurut Pahan 2011, pengolahan air untuk kebutuhan PPKS dimulai dari penampungan air dari berbagai sumber pada sebuah waduk. Kemudian, air
25 dari waduk di pompa ke tangki pengendapan clarifier tank. Sebelum sampai ke tangki pengendapan, bahan kima soda ash dan allum ditambahkan untuk mempercepat pengendapan partike-partikel padat yang terdapat dalam air. Setelah itu, air dikirim ke bak pengendapan lebih lanjut. Air dari bak pengendapan selanjutnya disaring dengan saringan bertekanan yang disebut sand filter untuk zat tersuspensi. Air hasil penyaringan di sand filter dikirim ke menara air water tower dan siap diolah sesuai keperluan atau untuk memenuhi syarat-syarat teknis maupun higenis.
2. Proses Pengolahan air di Internal Water Treatment.
Internal treatment merupakan proses perlakuan air didalam boiler biasanya dengan penambahan kimia dengan tujuan untuk mencegah pembentukan kerak, mencegah korosi serta mencegah terjadinya carry over.
2.9 Prinsip Sistem Pendingin
Sistem pendingin adalah suatu rangkaian untuk mengatasi terjadinya over heating (panas yang berlebihan) pada mesin agar mesin bisa bekerja secara stabil.
Fungsi dari sistem pendinginan pada mesin pembangkit listri dibagi menjadi dua yaitu:
1. Mencegah terjadinya over heating.
Panas yang dihasilkan oleh mesin gas dapat mencapai suhu 100oC pada mesin gas. Panas yang cukup tinggi ini dapat merusak bagian yang digunakan pada egine, hal ini disebabkan karena pelumas pada suhu
26 yang tinggi akan merusak komponen – komponen pada mesin dan apabila tidak dilengkapi dengan sistem pendinginan dapat merusak bagian bagian dari mesin tersebut.
2. Mempertahankan temperatur.
Temperatur harus dipertahankan, agar selalu pada temperatur kerja yang efisien. Hal ini dapat dilakukan dengan menyerap panas yang dihasilkan oleh proses pembakaran yang berlebihan, berputarnya siklus pendingin ketika mesin dalam kondisi panas, dan katup thermostat yang membuka dalam kondisi mesin pada suhu kerja.
3. Kriteria air pendingin
Penggunaan air yang memenuhi persyaratan dapat mencegah timbulnya masalah-masalah dalam sistem air pendingin. Persyaratan bagi air yang dipergunakan sebagai air pendingin tidak seketat persyaratan untuk umpan ketel.
Contoh persyaratan untuk air pendingin untuk sistem resirkulasi terbuka ditunjukkan pada Tabel 2.3 (Setiadi, 2007).
Tabel 2.3 Persyaratan untuk air pendingin
Parameter Nilai
Konduktivitas (mhos/cm) <1000
Turbiditas (ppm) <10
Suspended solid (ppm) <10 Total hardness (ppm as CaCO3) <100 Total Iron (ppm as Fe) <1,0 Residual chalorine (ppm as Cl2) 0,5 – 1,0
27 Silicate (ppm as SiO2) <150
Total Chromate (ppm as CrO4) 1,5 – 2,5
pH 6,5 – 7,5
Ket: Parameter Air Pendingin*(Setiadi, 2007)
Air pendingin adalah air yang dilewatkan melalui alat penukar panas (heat exchanger) dengan maksud untuk menyerap dan memindahkan panasnya.
Masalah yang sering timbul dalam sistem air pendingin adalah:
• Terjadinya korosi
• Pembentukan kerak dan deposit
• Terjadinya fouling akibat aktivitas mikroba
Korosi pada Sistem Air Pendingin
Kerugian yang ditimbulkan oleh korosi pada sistem air pendingin adalah penyumbatan dan kerusakan pada sistem perpipaan. Kontaminasi produk yang diinginkan karena adanya kebocoran-kebocoran, dan menurunnya efisiensi perpindahan panas (Setiadi, 2007).
Pembentukan Kerak dan Deposit pada Sistem Air Pendingin
Gangguan yang ditimbulkan oleh terbentuknya kerak antara lain:
penurunan efisiensi perpindahan panas, naiknya kehilangan tekanan karena naiknya tahanan dalam pipa serta penyumbatan pada pipa-pipa berukuran kecil (Setiadi, 2007).
28
BAB III
GAMBARAN UMUM
3.1 PLTMG Sungai Gelam
Pelaksanaan kerja praktek ini dilakukan mulai dari tanggal 28 Agustus sampai dengan 30 Oktober 2021 dan jam kerja praktek mengikuti sesuai dengan jam kerja di PLTMG Sungai Gelam.
PLTMG atau yang sering disebut dengan Pembangkit Listrik Tenaga Mesin Gas merupakan sebuah pembangkit energi listrik yang menggunakan peralatan/mesin turbin gas sebagai penggerak generatornya. PLTMG Sungai Gela mini berkapasitas 90 Mega Watt dan Compressed Natural Gas (CNG).
Teknologi CNG dipilih dengan pertimbangan bahwa volume gas masing- masing sumur yang ada di Jambi bersifat marjinal dan karakteristik gasnya berbeda-beda. Dengan teknologi CNG gas tersebut dikompres selama 24jam/hari untuk mengisi storage tank, lalu akan dioperasikan selama 5 jam pada saat beban puncak jam 17.00-22.00 WIB dan menghasilkan daya 90MW.
Dari sumur gas di sekitar Sungai Gelam terdapat volume gas sekitar 4,5MMSCFD yang akan dipasok oleh PT. EMP Gelam kepada PT. PLN. Jika gas tersebut digunakan untuk menghasilkan energi listrik secara langsung menggunakan PLTMG dapat menghasilkan daya listrik 20MW, tetapi dengan menggunakan teknologi CNG dapat mengahasilkan 90MW. Pada saat ini PLTMG Sungai Gelam memiliki mesin dengan daya terpasang 215,485 MW.
Lokasi Pembangkit Listrik Tenaga Mesin Gas (PLTMG) merupakan sektor pembangkit dan pengendalian (DALKIT) berada di wilayah administrasi
29 pemerintahan Kabupaten Muaro Jambi, yang terletak di RT 14 dan 15 Desa Kebon IX Kecamatan Sungai Gelam, menempati luas lahan seluas 95.026 m2 dan lokasi tersebut berada pada kawasan budidaya dan non pertanian. Berikut Lokasi Kegiatan PLTMG Sungai. Gelam pada gambar 3.1:
Gambar 3.1 Peta Lokasi PLTMG Sungai Gelam.
3.2 Struktur Organisasi
Struktur organisasi dibentuk agar perusahaan berjalan dengan efektif, efisien dan optimal.Perusahaan mempekerjakan sejumlah tenaga kerja dan membagi sumber daya tersebut berdasarkan keahliannya, sehingga masing-masing memiliki posisi, fungsi dan haknya.
30 Gambar 3.2 Struktur Organisasi
31 3.3 Proses Produksi
Gas merupakan bahan bakar yang digunakan dalam produksi listrik pada PLTMG proses gas menjadi listrik melalui banyak tahapan. Proses produksi dibagi menjadi skema produksi beberapa tahapan dan stasiun, yaitu sebagai berikut:
a. Diesel Starting b. Gas Station c. Filter Gas d. Compressor
e. Ruang Pembakaran f. Turbine
g. Generator h. Traffo Setup i. Menara sutet
32 Produksi
Gas
MENARA SUTTET
Gambar 3.3 Alur Proses Produksi Listrik
33 3.3.1 Diesel Starting
Permulaan untuk menggerakan mesin PLTMG dengan menghidupkan diesel sebagai penggerak awal mesin. Pada dasarnya prinsip kerja mesin diesel adalah merubah energi kimia menjadi energi mekanis. Energi kimia di peroleh melalui proses pembakaran dari bahan bakar (solar) dan oksidiser (udara) di dalam silinder (ruang bakar).
3.3.2 Gas Station
Gas station ialah suatu penangkap angin untuk dimasukan ke dalam compressor berfungsi sebagai komponen penggerak compressor dan memulai pembakaran gas.
3.3.3 Filter Gas
Filter gas di peruntukan sebagai penyaring kotoran dan air yang terdapat pada bahan bakar agar nantinya tidak menyumbat aliran bahan bakar yang dapat menimbulkan berbagai masalah. Biasanya fuel filter ini diletakkan diantara tangki dan juga pompa bahan bakar.
3.3.4 Compressor
Komponen utama yang berfungsi untuk menghasilkan tenaga listrik adalah kompresor (compressor), ruang bakar (combuster) dan turbin (turbine).Proses perubahan energi pada turbin gas diawali dari kompresor yang berfungsi untuk memberikan sejumlah udara yang dibutuhkan dalam proses pembakaran.
34 3.3.5 Ruang Pembakaran
Bahan bakar yang berbentuk energi kimia diubah menjadi energi panas yang berbentuk gas panas yang terjadi dalam combuster. Energi gas panas hasil pembakaran yang mempunyai besaran temperatur dan kuantitas panas tersebut disalurkan kedalam turbin gas untuk mendorong sudut-sudut turbin hingga menjadi energi kinetik untuk memutar poros turbin.
3.3.6 Egine
Air yang telah dipanaskan kemudian disalurkan sepanjang sistem untuk turbin. Keluar dari pipa tersebut pada suhu tinggi dan di bawah tekanan besar, air memiliki kekuatan yang cukup besar untuk mendorong turbin, yang merupakan permukaan berulir yang mengubah gaya dorong uap ke dalam gerakan memutar.
Memutar poros disk yang berputar di ujung yang melewati magnet melalui kumparan kawat konduktif. Medan magnet yang berosilasi ini menginduksi arus pada kabel, yang memperkuat medan magnet. Medan magnet kemudian menginduksi kuat arus pada kabel. Ketika arus sudah dekat output puncak, listrik dapat disalurkan melalui kabel ke konsumen, mesin yang menggunakan energi langsung atau baterai yang dapat menyimpan listrik untuk digunakan nanti.
Proses kerja egine, sebelum mesin dioperasionalkan di uji coba terlebih dahulu agar tidak menimbulkan pencemaran, sebagai bentuk uji yang lulus maka telah terbitnya Sertifikat Laik Operasi (SLO), adapun egine yang telah mendapat SLO bukti terlampir, dan jenis egine pada tabel 3.1:
35 Tabel 3.1 Jenis Mesin Yang Telah Mendapatkan SLO
Unit Mesin
Daya Mampu
(MW)
No. Sertipikat Laik Operasi
Tanggal Terbit
Tanggal Berakhir 1 8.528 048/PL/037A.
13/BKT-JS/2018 16-05-2018 15-05- 2023 2 8.652 046/PL/037A.
13/BKT-JS/2018 10-05-2018 09-05- 2023 3 8.5248 049/PL/110A.
13/BKT-JS/2018 16-05-2018 15-05- 2023 4 8.666 050/PL/110A.
13/BKT-JS/2018 16-05-2018 15-05- 2023 5 8.585 047/PL/110A.
13/BKT-JS/2018 10-05-2018 09-05- 2023 6 8.586 051/PL/110A.
13/BKT-JS/2018 16-05-2018 15-05- 2023 7 8.619 052/PL/110A.
13/BKT-JS/2018 16-05-2018 15-05- 2023 8 8.584 053/PL/110A.
13/BKT-JS/2018 16-05-2018 15-05- 2023 9 8.516 055/PL/110A.
13/BKT-JS/2018 20-05-2018 19-05- 2023 10 8.622 056/PL/110A.
13/BKT-JS/2018 20-05-2018 19-05- 2023 11 8.594 057/PL/110A.
13/BKT-JS/2018 20-05-2018 19-05- 2023 Sumber: PLN (Persero) PLTG Sungai Gelam 2021
Berdasarkan hasil pemantauan semester II bulan Juli – September 2021 kegiatan operasional PLTMG Sungai Gelam adalah sebagai berikut
3.3.7 Generator
Energi panas yang diubah menjadi energi mekanik melalui poros turbin gas merupakan satu kesatuan dengan rotor generator yang berfungsi untuk membangkitkan energi listrik.
36 3.3.8 Traffo Setup
Trafo step-up adalah trafo yang berfungsi untuk meningkatkan level atau level dukungan daya AC dari level rendah ke level yang lebih tinggi. Komponen tegangan sekunder dikonversi menjadi tegangan keluaran yang lebih tinggi yang dapat ditingkatkan dengan meningkatkan kecepatan dalam kumparan sekunder sehingga kecepatan kumparan primer lebih rendah. Trafo step-up ini digunakan sebagai trafo untuk menghubungkan generator ke listrik di tegangan listrik.
Energi listrik yang diproduksi disalurkan ke travo melalui travo melalui jaringan interkoneksi Jambi untuk melayani kebutuhan beban.Lamanya pengoprasian dalam setahun adalah 2000-6000 jam/tahun, sedangkan untuk beban puncak adalah 500-2000 jam/tahun, atau mengikuti petunjuk yang telah ditetapkan.
37
BAB IV
PEMBAHASAN DAN TUGAS KHUSUS
4.1 Sumber Air Baku
Air baku yang digunakan untuk Water Treatment Plant berasal dari Sumur dalam yang kedaalamannya 150 sampai dengan 200 meter, lalu air dipompa ke dalam bak penampung air tersebut langsung dialirkan ke dalam raw water tank yang ada di dalam area PLTMG. Kualitas air baku ditampilkan pada tabel 4.1 di bawah.
Tabel 4.1 Uji kualitas Raw Water Tank Tahun 2021
Ket : *(PP No. 82 tahun 2001)
Dapat dilihat pada tabel diatas, ada beberapa parameter yang belum sesuai dengan standar baku mutu, yaitu besi disebabkan karena pendistribusian dari
Parameter Baku
mutu* Satuan Agustus September Oktober
pH 6-9 7,2 7,0 7,1
Kesadahan 100 ppm 38 35 36
TDS 1000 ppm 64 54 60
Silica - - 12 12 11
Besi 1 Mg/l 6 4 5
Kekeruhan 25 NTU 17 11 12
38 sumur ke raw water tank menggunakan pipa besi. Maka dari itu perlu dilakukan pengolahan air lebih lanjut supaya air yang digunakan untuk kebutuhan produksi sesuai dengan standar parameter air pendingin.
4.2 Intalasi pengolahan air baku
Pengolahan air baku ini berfungsi untuk mengolah air baku menjadi air bersih yang dapat digunakan untuk kebutuhan produksi seperti air pendingin. Kapasitas water treatmeant plant 6 m3/hari. Diagram alir water treatmeant plant pada PLTMG Sungai. Gelam pada gambar berikut:
Gambar 4.1 Diagram Alir Water Treatment Plant
Berdasarkan gambar 4.1 sumber air di plmtg berasal dari air sumur yang dipompakan ke kolam penampung dan dialirkan ke raw water tank setelah di raw water tank air masuk kedalam pengolahan air yang menggunakan teknologi reverse osmosis, pengolahan air ini terdiri dari beberapa media filter yaitu, sand filter, active carbon filter dan water softener filter setelah air melewati proses pengolahan air disimpan di dalam treated water tank.
Reverse Osmosis
Air Sumur Kolam
Penampung
Raw Water Tank
Sand filter
Active Carbon Filter
Water Softener Filter Treated Water
Tank
39 4.3 Unit – unit pengolahan air baku
4.3.1 Sumur
Air baku yang digunakan untuk water treatmen plant berasal dari air sumur dalam (deep well) yang memiliki kedalaman pengeboran berkisar antara 150 sampai dengan 200 meter dengan kapasitas debit air 10 m3/hari. Didalam area PLTMG memiliki 2 sumur yang digunakan sebagai sumber air baku, namun sumur yang terletak di kawasan kantor tidak difungsikan lagi. Dari sumur lalu air dipompa kedalam kolam penampung yang ada didalam area PLTMG berada di titik koordinat LS: 01° 40’ 313” BT: 103° 40’ 375”. Deep well merupakan salah satu unit pengolahan air yang berfungsi untuk mengambil air baku dari air tanah sesuai dengan debit yang diperlukan untuk pengolahan.
Gambar 4.2 Sumur dalam (Deep well) 4.3.2 Kolam Penampung
Kolam penampung difungsikan untuk mengendapkan padatan-padatan terlebih dahulu secara alami atau gravitasi, kolam penampung ini juga digunakan
40 untuk ketersedian air untuk keperluan domestik. Bak penampung ini mempunyai dimensi panjang 32 meter, lebar 16 meter dengan kedalaman 4 meter.
Gambar 4.3 Kolam penampung
4.3.3 Raw Water Tank
Dari bak penampung air baku dipompa ke Raw Water Tank penampung air baku dengan volume 700 m3 dan tinggi 7 meter berbentuk tabung, Tangki ini berfungsi mengalirkan air baku secara gravitasi ke unit fire fighting system dan ke unit Water Treatment Container.
41 Gambar 4.4 Raw Water Tank
4.3.4 Water Treatment Container
Air baku yang telah dipompa dari Raw Water Tank kemudian diolah di dalam Water Treatment Container. Pada Water Treatment Plant ini memiliki kapasitas WTP sebesar 3,3 m3 dengan menggunakan teknologi berupa Reverse Osmosis.
42 Gambar 4.5 Water Treatment Container
4.3.4.1 Penyaringan pasir (sand filter)
Alat penyaring pasir (sand filter) terdiri dari tabung silinder yang di dalamnya berisi pasir kwarsa sebagai alat penyaring. Penyaringan pasir (sand filter) digunakan untuk menghilangkan (menyaring) endapan yang masih terdapat dalam air atau untuk menghilangkan suspended solid yang terbawa dari unit raw water tank. Air dari raw water tank dipompa dan dimasukkan melalui bagian atas sand filter. Dikarenakan ada tekanan dari pompa air yang telah tersaring oleh pasir memenuhi bagian dari sela – sela sehingga air naik ke permukaan tabung.
Selanjutnya air keluar pada bagian atas menuju active carbon filter untuk disenfeksi sebelum dikirim ke pengolahan selanjutnya.
Sand filter berjumlah 1 buah dengan ketinggian tabung 1,2 meter berdiameter 20 cm dan filter media berupa campuran pasir kwarsa dengan 3 ukuran dimana ukuran terkecil berada paling bawah sehingga porositas media filter dari atas ke bawah akan semakin kecil (rapat). Komposisi media pasir di water treatment plant dapat dilihat pada tabel 4.3.
Tabel 4.3 Komposisi media sand filter
Eksisting (SNI 6774:2008)
Media Diameter Komposisi Tebal Tebal Keterangan
Batu kerikil kasar 200 mm-400 mm 25% 400 mm 300 mm-700 mm Sesuai
Batu kerikil halus 80 mm- 200 mm 25% 300 mm 300 mm- 700 mm Sesuai
Pasir kuarsa 50 mm-70 mm 50% 300 mm 400 mm -500 mm Tidak
sesuai Ket: Media sand filter yang digunakan (SNI 6774:2008)
43 Seiring berjalannya waktu dan karena pemakaian dari filter itu, media filter akan menjadi kotor oleh polutan–polutan dalam air yang terperangkap di dalamnya. Untuk mengembalikan kondisi media filter seperti semula maka diperlukan pembersihan atau pencucian media filter secara berkala. Proses ini yang dinamakan back washing, yaitu mencuci media filter tanpa harus mengeluarkan media filter itu dari tabung filter.
Backwash sand filter dilakukan secara otomatis setiap maintance yaitu dua kali dalam satu minggu. Backwash dilakukan selama 10-30 menit atau sampai air buangan backwash sejernih-jernihnya. Untuk menjaga performance sand filter, perlu dilakukan pengecekan filter media dilakukan setiap shift yaitu kemungkinan adanya kontaminasi solid yang lengket, pecahnya media dan berkurangnya volume media.
Gambar 4.6 Gambar teknis media filter
44 Gambar 4.7 Penyaringan pasir (sand filter)
4.3.4.2 Activated Carbon Filter
Sama seperti sand filter, activated carbon filter atau biasa disebut karbon aktif terdiri dari tabung silinder yang di dalamnya berisi arang aktif sebagai penjernih air karena kemampuannya yang sangat baik dalam menyerap beragam jenis zat pencemar yang terdapat didalam air. Karbon aktif adalah bahan atau material yang memiliki pori – pori yang sangat banyak menyebabkan karbon aktif memiliki luas yang berbeda dengan sand filter, media carbon filter memiliki
45 ukuran yang sama dengan sand filter 1 tabung media carbon filter memiliki ketinggian 1,2 meter dengan diameter tabung 20 cm. Media carbon filter berfungsi sebagai pre-treatment sebelum proses de-ionisasi untuk menghilangkan chlorine,petisida, bahan – bahan organic, warna, bau dan rasa dalam air. Air dari sand filter dipompa dan dimasukkan kembali melalui atas media carbon filter.
Untuk mempercepat laju penyaringan maka diberi tekanan dengan standar tekanan 5 psi pada pompa air. Air yang sudah menumpuk dibawah tabung memenuhi setiap pori – pori karbon dan menuju ke permukaan tabung melalui pipa di tengah tabung sehingga dapat dialirkan ke pengolahan selanjutnya yaitu water softener filter.
Seiring berjalannya waktu dan karena pemakaian dari filter itu, media filter akan menjadi kotor oleh polutan–polutan dalam air yang terperangkap di dalamnya. Untuk mengembalikan kondisi media filter seperti semula maka diperlukan pembersihan atau pencucian media filter secara berkala. Proses ini yang dinamakan back washing, yaitu mencuci media filter tanpa harus mengeluarkan media filter itu dari tabung filter.
Backwash carbon filter dilakukan secara otomatis setiap maintance yaitu dua kali dalam satu minggu. Backwash dilakukan selama 10-30 menit atau sampai air buangan backwash sejernih-jernihnya. Untuk menjaga performance carbon filter, perlu dilakukan pengecekan filter media dilakukan setiap shift yaitu kemungkinan adanya kontaminasi solid yang lengket, pecahnya media dan berkurangnya volume media.
46 Gambar 4.8 Media carbon filter
4.3.4.3 Water Softener filter
Water softener atau pelunakan air merupakan proses yang fungsinya untuk menurunkan kosentrasi magnesium, kalsium, dan ion lainnya yang termasuk dalam kategori air soda. Dalam proses filtrasi, air terfiltrasi lalu menyaring dari bagian atas menuju bagian bawah lewat pertukaran ion kaion. Dalam proses tersebut pada softener filter bisa mengikat beberapa kadar kapur pada kandungan air.
47 Water softener filter berjumlah 1 buah dengan ketinggian tabung 1,5 meter berdiameter 30 cm. Saat penggunakan softener filter tabung akan mengalami penyumbatan oleh kotoran didalam media filter dengan begitu mengurangi aliran air yang telah dihasilkan, untuk mengurangi hal itu terjadi diperlukan juga proses backwashing. Proses backwashing sendiri perlu dilakukan sekitar 3-6 hari tergantung pada kuantitas debit air yang menurun. Backwashing softener filter dilakukan selama 10- 30 menit atau sampai air output pada buangan tampak bersih dan lancar.
Dalam water softener filter ada yang namanya proses regenerasi, proses regenerasi adalah proses pengaktifan dari media garam NaCl murni yang dialirkan.
Tahapan regenerasi softener filter
• Backwash
Dilakukan untuk menghilangkan atau melonggarkan resin agar seluruh bagian resin terkena larutan garam. Dilakukan hingga air keluaran backwash sejernih mungkin. Lama back wash sekitar 15-20 menit.
• Penginjeksian regenerant (HCL atau NaOH)
Berfungsi untuk mengilangkan ion positif atau negatif yang terikat pada resin dan menggantinya dengan ion H dari HCL dan ion OH dari NaOH. Kebutuhan regenerant untuk HCL sekitar 13 kg/hari dan untuk NaOH sekitar 25 kg/hari. Lama injeksi regenerant sekitar 30-45 menit.
