UNIT PENGOLAHAN AIR LIMBAH

(1)

119 Program Studi Teknik Kimia

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur BAB VIII

UNIT PENGOLAHAN AIR LIMBAH

Sebagai perusahaan yang bergerak di bidang industri kimia, PT.

Petrokimia Gresik sadar akan memperhatikan masalah lingkungan hidup baik yang bersifat teknis maupun sosial, sehingga keberadaan perusahaan ini tidak menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan sekitarnya. Oleh karena itu, di setiap Unit Produksi PT. Petrokimia Gresik sudah dilengkapi peralatan untuk penanganan limbah cair, padat maupun gas. Salah satu pengolahan lingkungan adalah program minimasi limbah, yaitu bahaya yang akan keluar ke lingkungan serta pencegahan langsung ke sumber pencemaran. Program minimasi dikelompokkan menjadi 3 yaitu :

1. Daur ulang (recyle)

2. Perolehan kembali (recovery) 3. Penunggan kembali (reuse).

Limbah adalah efek samping atau produk dari suatu proses produksi yang dibuang ke lingkungan dan dapat menurunkan kualitas lingkungan.Wujud limbah dapat dibedakan menjadi tiga,yaitu cair, gas dan padat. Pemantauan kualitas limbah dilakukan secara intern dan ekstern secara kontinyu. Untuk ekstern dilakukan oleh KPPLH tingkat I Jatim, KPPLH tingkat II Kabupaten Gresik.

VIII.1 Pengolahan Limbah Buangan Cair

Limbah cair adalah limbah dalam wujud cair yang dihasilkan oleh kegiatan industri atau kegiatan usaha lainnya yang dibuang ke lingkungan dan diduga dapat menurunkan kualitas lingkungan. Masing-masing unit pabrik telah dilengkapi fasilitas pengolahan buangan ke laut dengan fasilitas sebagai berikut :

1. Biological Treatment : WWT Pabrik Ammurea (Pabrik Ammonia dan Pabrik Urea)

(2)

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur 2. Chemical Treatment : Netralisasi, Equalisasi

3. Recycle(baik lokal maupun dari buangan akhir).

Limbah cair ini berasal dari air bekas penyemprotan kebuntuan mesin akibat adanya endapan kristal ZA dimana limbah cair ini mengandung kristal amonium sulfat. Limbah cair yang dihasilkan kemudian dialirkan di bak penampung. Di dalam bak penampung ditambahkan larutan asam fosfat (H2SO4) untuk menghilangkan kandungan besinya. Kemudian limbah cair tanpa kandungan Fe3+tersebut dialirkan ke tangki penampung sementara (D 302).

Limbah cair tanpa Fe3+ tersebut dapat digunakan sebagai cadangan mother liquorapabila supply dari tangki mother liquor (D 301) tidak mencukupi.

Reaksinya :

Fe2O3 + 2H3PO4 → 2FePO4+ 3H2O

Apabila limbah cair yang dihasilkan berlebihan dan tidak dapat tertampung di tangki D 302, maka limbah cair tanpa kandungan Fe3+ di alirkan ke bak iso. Bak iso ini dilengkapi dengan coil yang berfungsi untuk mengikat NH4+. Uraian Proses :

Limbah cair yang dialirkan ke dalam bak iso kemudian ditambahkan NaOH, sehingga pHnya menjadi 8. Kemudian limbah cair tersebut dihilangkan ion NH4⁺ dengan memberi aliran steam pada coil ( dengan pH basa, maka NH4+

mudah untuk diikat). Limbah cair yang dihasilkan adalah limbah cair asam yang mengandung asam sulfat. Kemudian limbah cair dialirkan ke Instalasi Pengolahan Air Limbah terpadu (IPAL). Didalam IPAL limbah cair yang bersifat asam di netralkan dengan larutan kapur (CaSO4 ) dan polielektrolit yang bersifat basa, sehingga pHnya netral. Setelah itu dialirkan ke kolam aqualizer untuk diendapkan residunya dengan penambahan Ca(OH)2 . Endapan yang dihasilkan adalah endapan CaSO4 yang kemudian di recovery kembali sebagai bahan baku Pupuk SP-36, sedangkanlimbah cair tanpa endapan kemudian dibuang ke laut.

(3)

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur

Bak Iso IPAL Kolam

Aqualizer

NaOH Limbah Basa

Laut

CaSO4

Limbah Cair

Gambar VIII.1. Diagram Alir Proses Pengolahan Limbah Cair

VIII.1.1 Waste Water Treatment

Pabrik Ammonia dan Urea di PT. Petrokimia Gresik menghasilkan air limbah (waste water) yang mengandung minyak dan ammonia. Air limbah tersebut diolah di dalam Unit Pengolahan Limbah Cair atau Waste Water Treatment Plant (WWTP). Dalam mencapai tujuan tersebut, WWTP dioperasikan dengan prinsip biologi, dimana kandungan N limbah cair diubah menjadi gas N2 , CO2 dan H2O. Limbah cair tersebut terdiri dari :

1. Air limbah yang mengandung minyak (oil) yang berasal dari sealing pompa pabrik. Maksimum flow rate air limbah ini adalah 15 m³/jam.

2. Air limbah yang berasal dari proses, dialirkan terpisah dari air limbah yang berminyak. Maksimum flow rate 50 m³ /jam.

Uraian Proses :

Proses pengolahan limbah bertujuan untuk mengurangi kadar N semaksimal mungkin. Untuk itu teknik yang digunakan adalah Proses Bio- Oksidasi untuk Nitrogen Cycle, atau Proses Nitrifikasi dan Denitrifikasi.

a. Nitrifikasi :

2NH4+ + 3O2 → 2NO^- + 4H⁺ + 2H2O (Nitrosomonas) 2NO^- + O2 → 2NO3- (Nitrobacter)

(4)

Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Jawa Timur b. Denitrifikasi :

NO3- + Substrate →N2 + CO2 + H2O + OH + Cells.

Proses denitrifikasi dibagi menjadi 3 proses, yaitu : 1. CPI (Corrugate Plate Interceptor) – Oil Separator

Air limbah pabrik dialirkan ke dalam Unit CPI-Oil Separator. Unit ini dimaksudkan untuk memisahkan minyak/oil dari air limbah dengan teknik floatasi. Air yang telah bebas dari suspensi minyak, kemudian dipisahkan dan ditampung dan selanjutnya dibakar.

2. Aerator Basin

Air limbah dari CPI-Oil Separator dan air limbah dari cucian pada proses pabrik dialirkan ke dalam bak Aerator Basin. Aerator Basin terdiri dari 2 bak, yaitu bak nitrifikasi dan denitrifikasi. Dalam bak nitrifikasi, oksigen terlarut dipertahankan 2,5 mg/l dengan pH ± 8. Selanjutnya dialirkan ke bak denitrifikasi, dimana dalam proses denitrifikasi sisa oksigen terlarut diusahakan maximum 1 mg/l.

3. Sedimentation Tank

Sedimentation tank atau clarifier digunakan untuk memisahkan antara air limbah yang telah terolah dengan lumpur aktif. Air jenuh akan mengalir over flow melalui bagian atas clarifier, sedangkan lumpur aktif yang mengendap di bagian dasar akan dipompa kembali ke Aeration Basin, sebagian lumpur aktif yang berlebihan akan dibuang.

VIII.1.2 Netralisasi

Air limbah dari Pabrik I cenderung memiliki pH yang tinggi (basa) dimana komponen utamanya adalah NH3. Air limbah dari Pabrik I yang bersifat basa dapat dinetralkan dengan penambahan asam fosfat (H3PO4).

Reaksi :

3NH4OH + H3PO4 → (NH4)PO4 + 3H2O

(5)

Sedangkan limbah cair dari Pabrik II dan III bersifat asam (aedic water) dimana komponen utamanya terdiri dari fosfat dan flour. Sehingga harus dinetralkan dalam beberapa proses.

Uraian Proses :

Air limbah yang bersifat asam (mengandung fosfat dan flour yang masih tinggi) dari open ditch dimasukkan ke bak agitator untuk direaksikan dengan kapur. Bak agitator dilengkapi dengan pengaduk untuk mempercepat reaksi penetralan.

Reaksi yang terjadi adalah :

3CaO + 2H3PO4 → Ca3(PO4)2 ↓ + 3H2O CaO + 2HF → CaF3 ↓ + 3H2O

Setelah reaksi penetralan di bak agitator,air limbah kemudian dialirkan ke bak pengendap I untuk menurunkan TSS atau padatan tersuspensinya. Bak pengendap I terdiri dari dua train yang dioperasikan secara bergantian, jika bak yang satu sudah penuh maka aliran diarahkan ke bak yang kedua. Bak ini dilengkapi dengan sekat yang berfungsi untuk menahan agar endapan tidak terikut dalam aliran. Setelah endapan (sludge) di Bak Pengendap I sudah penuh,kemudian sludgedikuras dan dibuang ke area penimbunan. Sedangkan air limbahnya dimasukkan ke Bak Pengendap II yang berfungsi untuk pengendapan lebih lanjut, bak ini ukurannya lebih kecil dibandingkan Bak Pengendap I dan hanya terdiri dari satu bak saja. Setelah endapan di bak pengendap sudah penuh, kemudian sludge dikuras dan dibuang ke area penimbunan. Aliran yang keluar dari Bak Pengendap II kemudian masuk ke Bak Pengendap III yang terdapat dalam Equalizer.

VIII.1.3 Equalisasi

Setelah diendapkan di Bak Pengendap I & II, air limbah dimasukkan ke Bak Pengendap III, sebelum masuk ke pengendap III air limbah pabrik II dan III

(6)

dicampur dengan air limbah dari netralisasi Pabrik I. Campuran air limbah dari Pabrik I, II, dan III dalam Bak Pengendap III,kemudian ditambahkan NaOH untuk menetralkan air limbah. Bak Pengendap III ini berfungsi untuk pengendapan lebih lanjut, bak ini ukurannya lebih kecil dibandingkan Bak Pengendap I & II dan hanya terdiri satu bak saja. Setelah endapannya penuh, kemudian sludge dikuras dan dibuang ke bak penimbunan. Air limbah yang sudah netral dengan pH 6-9.

kemudian dibuang ke laut.

VIII.2 Emisi Gas

Emisi adalah makhluk hidup, zat, energi dan komponen lain yang dihasilkan dari kegiatan yang masuk ke udara ambient. Jadi yang dimaksud dengan emisi adalah partikel (debu KCl, ZA dan MgO ) dan gas F (flour). Limbah gas yang dihasilkan berasal dari pengeringan kristal ammonium sulfat (ZA) dalam rotary dryer. Pengeringan dilakukan dengan penambahan udara panas yang telah dilewatkan filter.Udara panas dan uap air tersebut ditarik ke udara dengan bantuan exhaust fan (C 302).

Untuk mengatasi debu ammonium sulfat (ZA) yang terikut dalam udara, maka pada exhaust fan (C 302) dilengkapi dengan wet cyclone. Cyclone adalah alat pemisah antara gas dan padatan berdasarkan gravitasi secara sentrifugal. Pada alat ini padatan akan menuju cone dan keluar melalui lubang cone bawah dan gas akan naik ke atas menuju atmosfer. Dimana debu panas dari rotary dryer yang menuju ke cyclone disemprot dengan H2O sehingga debu ZA tersebut menjadi basah. Selanjutnya debu basah turun secara gravitasi dan ditampung ke dissoluting drum (D 307), lalu dialirkan ke dalam mother liquor tank untuk dilarutkan kembali, kemudian direcycle ke dalam saturator. Sehingga udara keluar dari wet cyclone cukup bersih dan dihisap oleh exhaust fan (C 302) untuk dibuang ke atmosfer.

Setiap pabrik pasti dilengkapi dengan sarana pengolah limbah gas atau

(7)

debu sesuai dengan teknologi terbaru saat konstruksi pabrik seperti fasilitas Gas Scrubber, Cyclone Separator atau Dust Collector.

VIII.3 Pengolahan Limbah Buangan Padat

Pengolahan limbah padat di PT. Petrokimia Gresik dapat dilakukan dengan langkah sebagai berikut :

1. Recycle and reuse untuk proses produksi internal

2. Treatment untuk meningkatkan value sehingga mempunyai nilai jual 3. Ditampung sementara di disposal area.

Buangan padat berupa phosphor gypsum(CaSO4 .2H2O) dapat digunakan kembali untuk bahan baku pembuatan cement retarder, pupuk ZA dan plester board.

CaSO4 .2H2O yang merupakan limbah dari pabrik asam fosfat akan diolah dalam pabrik Puryfied Gypsum dengan ditambahkan kapur, sehingga dihasilkan gypsum 94% yang dapat digunakan sebagai bahan baku pabrik semen.