Waste Water Treatment Process
UTILITAS - Pengolahan Air
Dosen : Ir. Devison
1. Flow sheet pengolahan air sungai sampai kepenggunaan untuk umpan boiler dan air pendingin. Serta plot keterangan yang diperlukan seperti proses, bahan kimia yang digunakan dan lain-lain.
Ø Air Pendingin
Pada umumnya air digunakan sebagai media pendingin karena faktor-faktor sebagai berikut :
a. Air merupakan malcri yang dapat diperoleh dalam jumlah besar.
b. Mudah dalam pcngaturan dan pengolahan.
c. Menyerap panas yang relatif tinggi persatuan volume.
d. Tidak mudah menyusut secara berarti dalam batasan dengan adanya perubahan temperatur pendingin.
e. Tidak terdekomposisi.
Adapun syarat-syarat air yang digunakan sebagai media pendingin:
a. Jernih, maksudnya air harus bersih, tidak terdapat partikel-parlikel kasar yaitu batu, krikil atau partikel-partikel halus seperti pasir, tanah dan lumut yang dapat menyebabkan air kotor.
b. Tidak menyebabkan korosi.
c. Tidak menyebabkan fouling, fouling disebabkan oleh kotoran yang terikut saat air masuk unit pengolahan air, disamping pasir, mikroba dan zat-zat organik.
Ø Air Umpan Boiler ( Boiler Feed Water )
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penangan air umpan boiler, air tersebut hams mempunyai syarat-syarat sebagai berikut:
a. Air bebas dari zat-zat yang dapat menyebabkan korosi.
Korosi yang terjadi dalam boiler disebabkan air mengadung larutan-larutan asam, gas-gas terlarut seperti O2, CO2,H2S dan NaHCO3 masuk karena aerasi maupun kotak dengan udara luar.
b. Air bebas dari zat yang dapat menyebabkan scale forming Pembentukan kerak disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu tinggi, yang biasanya berupa garam-garam karbonat dan silikat.
c. Air bebas dari zat yang dapat menyebabkan foaming
Air yang diambil kembali dari hasil pemanasan biasanya menyebabkan foaming pada boiler karena adanya zat-zat organik dan zat-zat yang tidak terlarut dalam jumlah besar. Efek pembusaan terutama terjadi pada alkalinasi tinggi.
Ø Air Minum, Kebutuhan Rumah Tangga dan Kantor
Air yang digunakan sebagai air minum, kebutuhan rumah tangga dan kantor, Harus mempunyai syarat-syarat sebagai berikut :
a. Persyaratan fisika
· Air harusjernih, tidak keruh
· Tidak berwarna
· Tidak berasa / rasanya tawar
· Tidak berbau
· Temperatur normal ( 20۫- 26 ۫C )
· Tidak mengandung padatan
b. Persyaralan kimia
· Ph neual ( Ph = 7 )
· Tidak mengandung bahan kimia beracun
· kesadahan rendah
· Tidak mengandung zat organik
c. Persyaratan biologis
· Tidak mengandung bakteri pathogen
· Tidak mengandung bakteri nonpathogen
Ø Air Pemadam Kebakaran ( Hydrant)
Persyaratan air pemadam kebakaran adalah sebagai berikut:
a. Tidak mengandung padatan seperti pasir, batuan kerikil
b. Tidak mengandung kotoran seperti daun, sampah
Ø Pengolahan Air
Kebutuhan air dalam suatu pabrik dapat diambil dari sumber yang ada disekitar pabrik dengan mengolah terlebih dahulu agar memenuhi syarat yang digunakan. Pengolahan tersebut dapat meliputi pengolahan secara fisika dan kimia, penambahan desinfektan maupun dengan penggunaan ion exchanger.
Tahapan penjernihan air, yaitu :
a. Pemisahan kotoran air sungai
Dalam tahapan ini air sungai ditampung terlebih dahulu ke dalam bak penampung yang selanjutnya dialirkan ke bak pengendap dan akan mengalami proses pengendapan terhadap partikel-partikel yang terikut masuk bersama air seperti pasir, kerikil, lumpur dan lain-lain.
b. Flokulasi
Setelah mengalami pengendapan, air kemudian dialirkan ke bak flokulator.Pada bak ini terjadi penambahan koagulan yang fungsinya untuk fluk-fluk yang makin lama akan bersatu dan membentuk partikel yang lebih besar dan dilakukan pengadukan untuk mencampur air dengan bahan koagulan (Al2(SO4)3.18H2O) dan larutan (Na2SO3) yang bertujuan untuk menurunkan kesadahan air.
Persamaan Reaksi :
CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3 + Na2SO4
CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3 + 2 NaCl
6 NaAlO2 + Al2(SO4)3.18H2O → 8 Al(OH)3 + 3 Na2SO4 + 6 H2O
Dari bak flokulator, air kemudian dialirkan ke dalam clarifier dimana pada tangki ini akan terjadi penggumpalan yang lebih sempurna dari fluk-fluk yang berasal dari bak flokulator yang kemudian diendapkan secara gravitasi dan pada waktu tertentu dilakukan blow down untuk membuang endapan yang terbentuk sebelumnya.Air bersih keluar dari clarifier secara over flow.
c. Penyaringan dengan sand filter
Air dari Clarifier dimasukkan ke dalam bak saringan pasir (sand filter) yang tersusun atas screen, kerikil, pasir, arang dan ijuk untuk menahan atau menyaring partikel-partikel padat yang lolos atau terbawa bersama air dari clarifier.Kemudian diteruskan ke bak air bersih lalu dialirkan ke bak air minum dengan ditambahkan kaporit sehingga didapat air ;ang bebas penyakit dan bau.
Ø Demineralisasi
Untuk umpan ketel (boiler) dibutuhkan air yang memenuhi persyaratan bebas dari garam-garam mineral yang terlarut. Proses demineralisasi dimaksudkan untuk menghilangkan ion-ion yang terkandung pada filtered water. Adapun tahapan proses pengolahan air untuk umpan ketel adalah sebagai berikut:
a. Kation Exchanger
Menara kation berfungsi untuk menghilangkan kesadahan air yang disebabkan oleh garam-garam kation yang berisi resin.
Reaksi pelunakan air pada kation exchanger :
Ca(HCO3)2 + Na2Z → 2 NaHCO2 + CaZ
Mg(HCO3)2 + Na2Z → 2 NaHC03 + MgZ
CaS04 + Na2Z → 2 Na2S04 + CaZ
MgSO4 + Na2Z → 2 Na2SO4 + MgZ
CaCI2 + Na2Z → 2 NaCl + CaZ
MgCl2 + Na2Z → 2 NaCl + MgZ
Dalam jangka waktu tertentu, kation resin ini akan jenuh sehingga perlu di regenerasi :
CaZ + 2 NaCl → Na2Z + CaCl2
MgZ + 2 NaCl → Na2Z + MgCl2
b. Anion Exchanger
Menara anion berfungsi untuk mengikat ion-ion negatif (anion) yang terlarut dalam air, dengan resin bersifat basa.
Reaksi pelur akan air pada anion exchanger :
RNH2 + HCI → RNH3Cl
2 RNH3OH + H2CO3 → (RNH3)2 CO3 + 2 H2O
Dalam jangka waktu tertentu, kation resin ini akan jenuh sehingga perlu di regenerasi :
RNH3Cl + NaOH → RNH2 + NaCl + H2O
(RNH3)2CO3 + 2 NaOH → 2 RNH3OH + Na2CO3
c. Deaerasi
Dearasi adalah proses pembebasan air umpan ketel dari gas-gas terlarut seperti oksigen (O2) dan carbon dioksida (CO2). Air yang telah diinjeksikan (polish water) dipompakan ke dalam deaerator dan diinjeksikan hidrazin (N2H4) untuk mengikat oksigen yang terkandung dalam air sehingga dapat mencegah terbentuknya kerak (scale) pada tube boiler.
Reaksi
N2H4 + O2 → 2 H2O + N2
Kedalaman deaerator juga dimasukkan low condensat yang berfungsi sebagai media pemanas.
Air yang keluar dari deaerator dialirkan dengan pompa sebagai air umpan boiler (boiler feed water).
UTILITAS - Pengolahan Air
Dosen : Ir. Devison
1. Flow sheet pengolahan air sungai sampai kepenggunaan untuk umpan boiler dan air pendingin. Serta plot keterangan yang diperlukan seperti proses, bahan kimia yang digunakan dan lain-lain.
Ø Air Pendingin
Pada umumnya air digunakan sebagai media pendingin karena faktor-faktor sebagai berikut :
a. Air merupakan malcri yang dapat diperoleh dalam jumlah besar.
b. Mudah dalam pcngaturan dan pengolahan.
c. Menyerap panas yang relatif tinggi persatuan volume.
d. Tidak mudah menyusut secara berarti dalam batasan dengan adanya perubahan temperatur pendingin.
e. Tidak terdekomposisi.
Adapun syarat-syarat air yang digunakan sebagai media pendingin:
a. Jernih, maksudnya air harus bersih, tidak terdapat partikel-parlikel kasar yaitu batu, krikil atau partikel-partikel halus seperti pasir, tanah dan lumut yang dapat menyebabkan air kotor.
b. Tidak menyebabkan korosi.
c. Tidak menyebabkan fouling, fouling disebabkan oleh kotoran yang terikut saat air masuk unit pengolahan air, disamping pasir, mikroba dan zat-zat organik.
Ø Air Umpan Boiler ( Boiler Feed Water )
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam penangan air umpan boiler, air tersebut hams mempunyai syarat-syarat sebagai berikut:
a. Air bebas dari zat-zat yang dapat menyebabkan korosi.
Korosi yang terjadi dalam boiler disebabkan air mengadung larutan-larutan asam, gas-gas terlarut seperti O2, CO2,H2S dan NaHCO3 masuk karena aerasi maupun kotak dengan udara luar.
b. Air bebas dari zat yang dapat menyebabkan scale forming Pembentukan kerak disebabkan karena adanya kesadahan dan suhu tinggi, yang biasanya berupa garam-garam karbonat dan silikat.
c. Air bebas dari zat yang dapat menyebabkan foaming
Air yang diambil kembali dari hasil pemanasan biasanya menyebabkan foaming pada boiler karena adanya zat-zat organik dan zat-zat yang tidak terlarut dalam jumlah besar. Efek pembusaan terutama terjadi pada alkalinasi tinggi.
Ø Air Minum, Kebutuhan Rumah Tangga dan Kantor
Air yang digunakan sebagai air minum, kebutuhan rumah tangga dan kantor, Harus mempunyai syarat-syarat sebagai berikut :
a. Persyaratan fisika
· Air harusjernih, tidak keruh
· Tidak berwarna
· Tidak berasa / rasanya tawar
· Tidak berbau
· Temperatur normal ( 20۫- 26 ۫C )
· Tidak mengandung padatan
b. Persyaralan kimia
· Ph neual ( Ph = 7 )
· Tidak mengandung bahan kimia beracun
· kesadahan rendah
· Tidak mengandung zat organik
c. Persyaratan biologis
· Tidak mengandung bakteri pathogen
· Tidak mengandung bakteri nonpathogen
Ø Air Pemadam Kebakaran ( Hydrant)
Persyaratan air pemadam kebakaran adalah sebagai berikut:
a. Tidak mengandung padatan seperti pasir, batuan kerikil
b. Tidak mengandung kotoran seperti daun, sampah
Ø Pengolahan Air
Kebutuhan air dalam suatu pabrik dapat diambil dari sumber yang ada disekitar pabrik dengan mengolah terlebih dahulu agar memenuhi syarat yang digunakan. Pengolahan tersebut dapat meliputi pengolahan secara fisika dan kimia, penambahan desinfektan maupun dengan penggunaan ion exchanger.
Tahapan penjernihan air, yaitu :
a. Pemisahan kotoran air sungai
Dalam tahapan ini air sungai ditampung terlebih dahulu ke dalam bak penampung yang selanjutnya dialirkan ke bak pengendap dan akan mengalami proses pengendapan terhadap partikel-partikel yang terikut masuk bersama air seperti pasir, kerikil, lumpur dan lain-lain.
b. Flokulasi
Setelah mengalami pengendapan, air kemudian dialirkan ke bak flokulator.Pada bak ini terjadi penambahan koagulan yang fungsinya untuk fluk-fluk yang makin lama akan bersatu dan membentuk partikel yang lebih besar dan dilakukan pengadukan untuk mencampur air dengan bahan koagulan (Al2(SO4)3.18H2O) dan larutan (Na2SO3) yang bertujuan untuk menurunkan kesadahan air.
Persamaan Reaksi :
CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3 + Na2SO4
CaCl2 + Na2CO3 → CaCO3 + 2 NaCl
6 NaAlO2 + Al2(SO4)3.18H2O → 8 Al(OH)3 + 3 Na2SO4 + 6 H2O
Dari bak flokulator, air kemudian dialirkan ke dalam clarifier dimana pada tangki ini akan terjadi penggumpalan yang lebih sempurna dari fluk-fluk yang berasal dari bak flokulator yang kemudian diendapkan secara gravitasi dan pada waktu tertentu dilakukan blow down untuk membuang endapan yang terbentuk sebelumnya.Air bersih keluar dari clarifier secara over flow.
c. Penyaringan dengan sand filter
Air dari Clarifier dimasukkan ke dalam bak saringan pasir (sand filter) yang tersusun atas screen, kerikil, pasir, arang dan ijuk untuk menahan atau menyaring partikel-partikel padat yang lolos atau terbawa bersama air dari clarifier.Kemudian diteruskan ke bak air bersih lalu dialirkan ke bak air minum dengan ditambahkan kaporit sehingga didapat air ;ang bebas penyakit dan bau.
Ø Demineralisasi
Untuk umpan ketel (boiler) dibutuhkan air yang memenuhi persyaratan bebas dari garam-garam mineral yang terlarut. Proses demineralisasi dimaksudkan untuk menghilangkan ion-ion yang terkandung pada filtered water. Adapun tahapan proses pengolahan air untuk umpan ketel adalah sebagai berikut:
a. Kation Exchanger
Menara kation berfungsi untuk menghilangkan kesadahan air yang disebabkan oleh garam-garam kation yang berisi resin.
Reaksi pelunakan air pada kation exchanger :
Ca(HCO3)2 + Na2Z → 2 NaHCO2 + CaZ
Mg(HCO3)2 + Na2Z → 2 NaHC03 + MgZ
CaS04 + Na2Z → 2 Na2S04 + CaZ
MgSO4 + Na2Z → 2 Na2SO4 + MgZ
CaCI2 + Na2Z → 2 NaCl + CaZ
MgCl2 + Na2Z → 2 NaCl + MgZ
Dalam jangka waktu tertentu, kation resin ini akan jenuh sehingga perlu di regenerasi :
CaZ + 2 NaCl → Na2Z + CaCl2
MgZ + 2 NaCl → Na2Z + MgCl2
b. Anion Exchanger
Menara anion berfungsi untuk mengikat ion-ion negatif (anion) yang terlarut dalam air, dengan resin bersifat basa.
Reaksi pelur akan air pada anion exchanger :
RNH2 + HCI → RNH3Cl
2 RNH3OH + H2CO3 → (RNH3)2 CO3 + 2 H2O
Dalam jangka waktu tertentu, kation resin ini akan jenuh sehingga perlu di regenerasi :
RNH3Cl + NaOH → RNH2 + NaCl + H2O
(RNH3)2CO3 + 2 NaOH → 2 RNH3OH + Na2CO3
c. Deaerasi
Dearasi adalah proses pembebasan air umpan ketel dari gas-gas terlarut seperti oksigen (O2) dan carbon dioksida (CO2). Air yang telah diinjeksikan (polish water) dipompakan ke dalam deaerator dan diinjeksikan hidrazin (N2H4) untuk mengikat oksigen yang terkandung dalam air sehingga dapat mencegah terbentuknya kerak (scale) pada tube boiler.
Reaksi
N2H4 + O2 → 2 H2O + N2
Kedalaman deaerator juga dimasukkan low condensat yang berfungsi sebagai media pemanas.
Air yang keluar dari deaerator dialirkan dengan pompa sebagai air umpan boiler (boiler feed water).
