BAB II SISTEM UTILITAS 2.1 Unit Pengolahan Air Air memiliki peran yang sangat penting dalam pabrik amonia. Ketersediaan air dalam industri harus terus ada, karena tanpa air suatu industri tidak dapat beroperasi. Persyaratan kualitas air yang dapat digunakan dalam industri berbeda-beda, tergantung kepada tujuan penggunaannya. Air yang berasal dari alam pada umumnya belum memenuhi persyaratan yang diperlukan, sehingga harus mengalami proses pengolahan terlebih dahulu. Secara sederhana pongolahan air meliputi sedimentasi, koagulasi, filtrasi, demineralisasi dan deaerasi serta penambahan senyawa-senyawa kimia tertentu. Secara garis besar proses pengolahan air melalui beberapa tahapan, yaitu 1. Screen Screen merupakan penyaring awal padatan-padatan kasar seperti kayu, daun, dan bebatuan yang kemungkinan terbawa pada saat air dialirkan dari sungai ke bak pengendapan. Screen terdiri dari 2 bagian yaitu bar screen dan traveling screen. Bar screen berbentuk seperti palang yang berbaris. Bar screen berfungsi untuk menyaring padatan besar seperti batang dan ranting. Setelah
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB II
SISTEM UTILITAS
2.1 Unit Pengolahan Air
Air memiliki peran yang sangat penting dalam pabrik amonia.
Ketersediaan air dalam industri harus terus ada, karena tanpa air suatu industri
tidak dapat beroperasi. Persyaratan kualitas air yang dapat digunakan dalam
industri berbeda-beda, tergantung kepada tujuan penggunaannya. Air yang berasal
dari alam pada umumnya belum memenuhi persyaratan yang diperlukan, sehingga
harus mengalami proses pengolahan terlebih dahulu.
Secara sederhana pongolahan air meliputi sedimentasi, koagulasi, filtrasi,
demineralisasi dan deaerasi serta penambahan senyawa-senyawa kimia tertentu.
Secara garis besar proses pengolahan air melalui beberapa tahapan, yaitu
1. Screen
Screen merupakan penyaring awal padatan-padatan kasar seperti kayu,
daun, dan bebatuan yang kemungkinan terbawa pada saat air dialirkan dari sungai
ke bak pengendapan. Screen terdiri dari 2 bagian yaitu bar screen dan traveling
screen. Bar screen berbentuk seperti palang yang berbaris. Bar screen berfungsi
untuk menyaring padatan besar seperti batang dan ranting. Setelah melalui bar
screen, padatan kecil seperti potongan-potongan sampah yang masih terlewat
disaring kembali pada traveling screen. Penyaringan terakhir sebelum air
dialirkan ke bak pengendapan adalah strainer. Strainer berfungsi untuk
menyaring solid yang tersuspensi yang berdiameter sampai 1/16 inch, dimana
solid ini tidak tersaring pada bar screen dan traveling screen. Adapun contoh
skema screen yang akan digunakan dapat dilihat pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Skema Screen
2. Bak Pengendapan
Sebelum air sungai dipompakan ke clarifier terlebih dahulu air diendapkan
didalam bak pengendapan untuk menghilangkan kotoran-kotoran yang masih
terdapat didalam air sungai. Bentuk dari bak pengendapan ini adalah empat
persegi panjang (balok) dengan bagian atasnya terbuka.
3. Tangki Pelarutan Al2(SO4)3
Tangki pelarutan tawas berfungsi sebagai tempat untuk melarutkan alum
[Al2(SO4)318H2O] sebelum diinjeksikan ke dalam clarifier, tawas yang dilarutkan
sebanyak 50 gr/m3 air [Nalco, 2007]. Pemilihan Al2(SO4)3 sebagai koagulan
karena harganya yang lebih murah, daya penggumpalan yang cukup baik, dan
mudah diproleh di pasaran.
4. Tangki Pelarutan Na2CO3
Tangki ini digunakan sebagai tempat untuk melarutkan soda ash (Na2CO3)
sebelum diinjeksikan ke dalam clarifier. Soda ash (Na2CO3) yang dilarutkan
sebanyak 50 gr/m3 air [Nalco, 2007].
5. Clarifier
Clarifier tank merupakan tangki berbentuk silinder yang digunakan
sebagai tempat penampungan air yang dipompakan dari waduk. Clarifier Tank
berfungsi untuk mengendapkan kotoran-kotoran yang tidak larut seperti lumpur.
Alat ini bekerja memisahkan partikel berat dengan aliran berputar. Partikel
dengan berat jenis < 1 gr/m3 akan bergerak menuju permukaan air sedangkan
partikel dengan berat jenis > 1 gr/m3 akan mengendap ke dasar clarifier. Sebelum
masuk ke clarifier tank, tawas [Al2(SO4)3.18H2O] dan soda ash dengan
konsentrasi masing-masing 50 gr/m3 diinjeksikan ke air yang bertujuan untuk
menjernihkan dan menaikkan pH air.
Di dalam clarifier terjadi proses koagulasi oleh senyawa koagulan.
koagulasi yaitu proses netralisasi muatan sehingga partikel-partikel dapat saling
berdekatan satu sama lain. Partikel yang saling berdekatan ini kemudian
membentuk flok-flok. Setelah flok terbentuk, terjadilah proses flokulasi diantara
flok-flok tersebut. Flokulasi adalah proses penyatuan antar flok sehingga
membentuk partikel dengan ukuran yang lebih besar dan berpotensi untuk
mengendap. Akumulasi endapan inilah yang kemudian disebut sludge/lumpur.
Range pH ideal pada proses ini adalah 6,0 – 7,5 [Nalco, 2007] Efek dari kinerja
tawas adalah turunnya pH karena terbentuknya asam. Oleh sebab itu, perlu
ditambahkan soda ash (Na2CO3) untuk meningkatkan pH.
Di dalam air, koagulan akan mengalami proses disosiasi, hidrolisa dan
polimerisasi. Reaksi dissosiasi yang terjadi adalah:
Al2(SO4)3 2 Al3+ + 3 SO42-
Reaksi hidrolisa:
(SO4)3 + 6 H2O 2 Al(OH)3+ 3 H2SO4
Reaksi polimerisasi ion kompleks:
{Al(H2O)6}3++ H2O {Al(H2O)5OH}2++ H2O
{Al(H2O)5OH}2+ + H2O {Al(H2O)4(OH)2}4++ H2O
Dalam proses klarifikasi ini, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan
[alco, 2007]
Titik injeksi bahan kimia
Volume clarifier (minimal waktu tinggal 3 jam) dan volume clarifier
Penentuan dosis bahan kimia dilakukan melalui Jar Test
Dosis bahan kimia dapat berubah sesuai dengan kondisi bahan baku
Level sludge harus dijaga minimal/maksimal berkisar 2 meter dari
level air bersih. Sludge dibuang secara berkala minimal per 1 hari. Sludge
berfungsi sebagai penyaring/penahan flok-flok yang baru terbentuk.
6. Sand Filter
Sand filter merupakan saringan yang digunakan untuk memisahkan
padatan yang tersuspensi yang terdapat pada air dengan menggunakan media
penyaring berupa pasir, sehingga diharapkan hasil air saringan ini sudah bebas
dari padatan dan sudah bisa digunakan untuk keperluan boiler, pengolahan,
pendingin dan untuk kebutuhan domestik. Sand filter ini berbentuk silinder tegak
dengan tutup atas datar dengan bahan konstruksi carbon steel. Adapun contoh
skema sand filter yang akan digunakan dapat dilihat pada Gambar 2.2.
Untuk air yang digunakan sebagai umpan boiler diperlukan air yang lunak
dan mendekati murni (kadar silika dan hardness rendah) sehingga diperlukan
proses pengolahan air lanjutan, yaitu cation exchanger, anion exchanger, dan
deaerator.
Gambar 2.2. Skema Sand Filter [Nalco, 2007]
7. Tangki Air Domestik
Tangki air domestik berfungsi untuk menampung air untuk keperluan
domestik, seperti untuk kebutuhan karyawan, musholla, kantin, laboratorium,
taman, perumahan, kantor dan lain-lain.
8. Ion exchanger
Prosesnya adalah menggunakan alat Cation Exchanger dan Anion
Exchanger untuk menghilangkan ion-ion di dalam air. Ion-ion, seperti: Ca+2 dan
Mg+2 dapat menyebabkan kesadahan terutama pada alat-alat proses. Oleh sebab
itu, ion-ion pengganggu tersebut harus dihilangkan dari air. Adapun contoh skema
ion exchanger yang akan digunakan dapat dilihat pada Gambar 2.3.
Cation Exchanger
Air umpan boiler dan air proses yang digunakan merupakan air murni
yang bebas dari garam-garam terlarut. Cation exchanger dapat
mengurangi kesadahan air yaitu menghilangkan kation-kation (misal Ca+2,
Mg+2) dalam air. Resin yang digunakan adalah weak acid cation.
Reaksi pengikatan yang terjadi dipermukaan resin,
RH2 + CaSO4 H2SO4 + RCa
RH2 + MgCl2 2HCl + RMg
Untuk regenerasi resin digunakan HCl, reaksi yang terjadi,