BAB VII UTILITAS
7.2 Unit Penyediaan dan Pengolahan Air
Air di dalam pabrik memegang peranan penting dan harus memenuhi persyaratan tertentu yang disesuaikan dengan masing-masing keperluan di dalam pabrik. Penyediaan air untuk pabrik ini direncanakan dari air sungai.
Air sungai sebelum masuk ke dalam bak penampung, dilakukan penyaringan terlebih dahulu dengan maksud untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang bersifat makro dengan jalan memasang sekat-sekat kayu agar kotoran-kotoran tersebut terhalang dan tidak ikut masuk ke dalam tangki penampung. Dari tangka penampung kemudian dilakukan pengolahan. Untuk menghemat pemakaian air dilakukan sirkulasi.
Air di dalam pabrik ini di pakai untuk : 1. Air sanitasi
2. Air umpan boiler 3. Air pendingin 4. Air proses 7.2.1 Air Sanitasi
Air sanitasi untuk keperluan minum, masak, cuci, mandi, dan lain-lain. Pada umumnya air sanitasi harus memenuhi syarat kualitas terdiri dari :
a. Syarat fisik
Suhu dibawah suhu udara, warna jernih (tidak berwarna), tidak berasa, tidak berbau, dan kekeruhan maksimal 1 mg SiO / liter.
34 b. Syarat kimia
Tidak mengandung zat-zat organic maupun anorganik yang terlarut dalam air dan tidak mengandung racun.
c. Syarat mikroorganisme (bakteriologi)
Tidak mengandung kuman maupun bakteri terutama bakteri patogen.
Kebutuhan air sanitasi untuk pabrik yaitu :
- Karyawan (200 orang) = 10 liter/hari per orang x 200
= 2 m3/hari - Kebersihan = 25 m3/hari - Laboratorium = 16 m3/hari - Pemadam kebakaran = 10 m3/hari
- Total = 53 m3/hari = 2,208 m3/jam 7.2.2 Air Proses
Tabel 7.2 Kebutuhan Air Proses
Nama Alat Laju Alir (kg/jam) Laju Alir (m3/jam)
Mixer-01 71,43 0,0714
7.2.3 Air Umpan Boiler
Air ini digunakan untuk menghasilkan steam di dalam boiler. Air umpan boiler harus memenuhi persyaratan yang sangat ketat, karena kelangsungan perasi boiler tergantung pada kondisi air umpannya.
Beberapa persyaratan yang harus dipenuhi antara lain :
a. Bebas dari zat penyebab korosi seperti asam dan gas-gas terlarut
b. Ebas dari zat penyebab kerak yang disebabkan oleh kesadahan yang tinggi, yang biasanya berupa garam-garam karbonat dan silika.
c. Bebas dari zat penyebab timbulnya buih (busa) seperti zat-zat organik, anorganik, dan minyak
35 d. Kandungan logam dan impuritis seminimal mungkin.
Kebutuhan air umpan = 23,17 kg/jam Kehilangan air kondensat setelah proses = 30%
Jumlah makeup = 0,3 x kebutuhan air umpan
= 0,3 x 23,17 kg/jam
= 6,95 kg/jam
Maka air yang ditambahkan sebagai makeup adalah 6,95 kg/jam = 0,007 m3/jam 7.2.4 Air Pendingin
Table 7.3 Kebutuhan Air Pendingin
Nama Alat Laju Alir (kg/jam)
Reaktor-01 31,67
Cooler-01 549,48
Total 581,16
Faktor keamanan = 20%
Maka, kebutuhan air pendingin = 1,2 x 581,16 kg/jam
= 697,39 kg/jam Kehilangan air selama sirkulasi = 10%
Jumlah makeup = 0,1 x 697,39 kg/jam
= 69,74 kg/jam
Air yang kembali ke tangki = kebutuhan air pendingin – jumlah makeup
= 697,39 kg/jam – 69,74 kg/jam
= 627,65 kg/jam
= 0,63 m3/jam
36 Dari perincian diatas, dapat disimpulkan total kebutuhan air dalam pabrik yang diperlukan untuk pengolahan awal dapat dilihat sebagai berikut :
Table 7.4 Total Kebutuhan Air
No Keperluan Jumlah Air (kg/jam) Jumlah Air (m3/jam)
1 Air umpan boiler 6,95 0,007
2 Air proses 71,43 0,07
3 Air sanitasi 2208 2,21
4 Air pendingin 627,65 0,63
Total kebutuhan air 2914,03 2,91
Untuk menjamin kelangsungan penyediaan air, maka di lokasi pengambilan air dibangun fasilitas penampungan air yang juga merupakan tempat pengolahan awal air sungai. Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan kotoran yang terbawa bersama air yang akan digunakan. Selanjutnya air dipompakan ke lokasi pabrik untuk diolah dan digunakan sesuai dengan keperluannya masing-masing. Pengolahan air pada pabrik pembuatan kloroform terdiri dari lima tahap, yaitu :
1. Screening 2. Sedimentasi 3. Klarifikasi 4. Demineralisasi 5. Daerasi
Berikut penjelasan dari masing-masing tahap pengolahan air : 1. Screening
Sebelum mengalami proses pengolahan, air dari sungai harus mengalami pembersihan awal agar proses selanjutnya dapat berlangsung dengan lancar. Air sungai dilewatkan screen (penyaringan awal) berfungsi
37 untuk menahan kotorankotoran yang berukuran besar seperti kayu, ranting, daun, sampah dan sebagainya, kemudian dialirkan ke bak pengendapan.
2. Sedimentasi
Setelah air disaring pada tahap screening, di dalam air tersebut masih terdapat pertikel-partikel padatan kecil. Untuk menghilangkan padatan- padatan tersebut, maka air yang sudah disaring tadi dimasukkan ke dalam bak sedimentasi untuk mengendapkan partikel-partikel padatan yang tidak terlarut.
3. Klarifikasi
Air dari screening dialirkan ke dalam clarifier untuk melewati proses klarifikasi. Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan di dalam air. Pada proses pengolahan air tahap klarifikasi terdiri dari koagulasi dan flokulasi.
Koagulasi adalah proses pengolahan air/limbah cair dengan cara menstabilasi partikel-partikel koloid untuk memfasilitasi pertumbuhan partikel selama flokulasi, sedangkan flokulasi adalah proses pengolahan air dengan cara mengadakan kontak diantara pertikel-partikel koloid yang telah mengalami destabilisasi sehingga ukuran partikel-partikel tersebut bertambah menjadi partikel-partikel yang lebih besar (Kiely, 1997).
Koagulasi/flokulasi diperlukan untuk menghilangkan material pengotor pada air yang berbentuk suspense atau koloid. Koloid merupakan partikel- partikel berdiameter sekitar 1 nm (10-7 cm) hingga 0,1 nm (10-8 cm).
Partikel-partikel ini tidak dapat mengendap dalam periode waktu tertentu sehingga tidak dapat dihilangkan dengan proses perlakuan fisika biasa.
Dalam tahap klarifikasi Al2(SO4)3 (alum) digunakan sebagai koagulan.
Setelah pencampuran yang disertai pengadukan maka akan terbentuk flokflok yang akan mengendap ke dasar clarifier karena pengaruh gaya gravitasi, sedangkan air jernih akan keluar melimpah (overflow) yang selanjutnya akan masuk ke tangki utilitas.
38 4. Demineralisasi
Air untuk umpan ketel dan pendingin pada reaktor harus murni dan bebas dari garam-garam terlarut yang terdapat didalamnya. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi. Alat demineralisasi terdiri atas penukar kation (cation exchanger) dan penukar anion (anion exchange).
a. Penukar kation
Penukar kation berfungsi untuk mengikat logam-logam alkali dan mengurangi kesadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran antara kation Ca, Mg dan kation lain yang larut dalam air dengan kation dari resin. Resin yang digunakan bertipe gel dengan merek IRR-122 (Lorch, 1981).
Reaksi yang terjadi :
2H+R + Ca2+ → Ca2+R + 2H+ 2H+R + Mg2+ → Mg2+R + 2H+ 2H+R + Mn2+ → Mn2+R + 2H+ Untuk regenerasi dipakai H2SO4 dengan reaksi :
Ca2+ + H2SO4 → CaSO4 + 2H+R Mg2+ + H2SO4 → MgSO4 +2H+R Mn2+R + H2SO4 → MnSO4 +2H+R
b. Penukar anion
Penukar anion berfungsi untuk menukar anion yang terdapat dalam air dengan ion hidroglikol dari resin. Resin yang digunakan bermerk IRA-410. Resin ini merupakan kopolimer stirena DVB (Lorch, 1981).
Reaksi yang terjadi :
2ROH +SO42-→ R2SO4 + 2OH- ROH + Cl- → RCl + OH-
39 Untuk regenerasi dipakai larutan NaOH dengan reaksi:
R2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2ROH RCl + NaOH → NaCl + ROH
5. Deaerasi
Deaerator berfungsi untuk memanaskan air yang keluar dari alat penukar ion (ion exchanger) dan kondensat bekas sebelum dikirim sebagai air umpan ketel. Pada deaerator ini, air dipanaskan hingga 90 ℃ agar gas- gas yang terlarut dalam air, seperti O2 dan CO2 dapat dihilangkan, sebab gas-gas tersebut dapat menimbulkan suatu reaksi kimia yang menyebabkan terjadinya bintik-bintik yang semakin menebal dan menutupi permukaan pipa-pipa dan hal ini akan menyebakan korosi pada pipa-pipa ketel.
Pemanasan dilakukan dengan menggunakan koil pemanas di dalam deaerator.
Untuk air proses, masih diperlukan pengolahan lebih lanjut, yaitu proses softener dan daerasi. Untuk air domestik, laboratorium, kantin, tempat ibadah, serta poliklinik, dilakukan proses klorinasi, yaitu mereaksikan air dengan klor untuk membunuh kuman-kumandi dalam air. Klor yang digunakan biasanya berupa kaporit, Ca(ClO)2.
Total kebutuhan air yang perlu klorinasi = 219,02 kg/jam Kaporit yang digunakan mengandung klorin = 70%
Kebutuhan klor = 2 ppm berat air (Gordon, 1968) Total kebutuhan Ca(ClO)2 = 2.10
−6 𝑥 219,02 kg/jam 0,7
= 0,001 kg/jam
40