SISTEM DEMIN PLANT. 1. Water Pre Treatment Plant. Water Pre-Treatment Plant adalah suatu peralatan yang berfungsi mengolah air sungai menjadi air bersih. Air sungai banyak mengandung kotoran baik.berupa sampah, pasir, lumpur dan sebagainya. Didalam menanggulangi ikutnya benda-benda asing, baik yang terlihat .maupun terlarut dalam air tersebut dilakukan beberapa tahapan yaitu proses klarifikasi (penjernihan) dan filtrasi (penyaringan). 1.1......................................................Tahap an Proses Water Pre Treatment Palnt. Proses klarifikasi melalui tahapan-tahapan sebagai berikut : a. Penambahan cation seperti misalnya aluminium (Al+++) atau besi (Fe++) atau (Fe+++), yang akan menarik partikel bermuatan negatif sampai netral. b. Sendimentasi (pengendapan) dalam bak pengendap. 1
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
SISTEM DEMIN PLANT.
1. Water Pre Treatment Plant.
Water Pre-Treatment Plant adalah suatu peralatan yang berfungsi mengolah air
sungai menjadi air bersih. Air sungai banyak mengandung kotoran baik.berupa
sampah, pasir, lumpur dan sebagainya.
Didalam menanggulangi ikutnya benda-benda asing, baik yang terlihat .maupun
terlarut dalam air tersebut dilakukan beberapa tahapan yaitu proses klarifikasi
(penjernihan) dan filtrasi (penyaringan).
1.1 Tahapan Proses Water Pre Treatment Palnt.
Proses klarifikasi melalui tahapan-tahapan sebagai berikut :
a. Penambahan cation seperti misalnya aluminium (Al+++) atau besi (Fe++)
atau (Fe+++), yang akan menarik partikel bermuatan negatif sampai netral.
b. Sendimentasi (pengendapan) dalam bak pengendap.
Gambar 1 : Bak Sedimentasi
1
Filtrasi, sebagai alternatif, selain diendapkan dengan bak pengendap dapat
pula disaring dengan saringan pasir (sand) atau saringan koral (gravel). Atau
dapat pula dikombinasikan antara sendimentasi dan penyaringan agar
mendapatkan hasil yang optimal.
Didalam sistem Water Pre-treatment, sebagai penyaringan awal air baku untuk
PLTU/PLTGU, terdiri atas beberapa komponen bagian dasar yaitu :
1. Saringan kasar dan saringan halus. Untuk saringan kasar dapat berupa
suatu bar screen. Disini benda-benda padat yang besar ditapis untuk
dipasokkan dari air, sehingga jika air akan dipindahkan dengan
memompakannya tidak mengganggu atau merusak peralatan dan untuk
saringan halus berupa suatu Aqua Guard Filter yang terdiri atas Rotaring
Screen / tapisan putar atau Travelling screen, dimana sampah-sampah atau
benda-benda padat ukuran kecil diambil dari sistem air.
2. Pulsator Clarification, dimana air yang telah melalui tapisan awal tadi, masih
juga mengandung material-material padat yang ikut dalam air tersebut yang
tidak dapat ditapis oleh penapis awal tadi.
Mekanisme tapisan tahap ini adalah melalui suatu mekanisme pengadukan
oleh suatu peralatan yang disebut Pulsator.
Selain proses pengadukan oleh Pulsator tadi, pada bagian sisi masuk air
sungai yang dipompakan itu diberikan Pre-Treatment awal (Pre-Treatment
dengan penginjeksian bahan-bahan kimia seperti :
Sodium.Hypochorite
Polyelectrolite
Dry Alum / Tawas
Lime / Kapur
2
Gambar 2.
2. Water Treatment Plant ( Unit Pengola Air).
3
Water Treatment plant atau Demineralizing plant (Demin. Plant) adalah peralatan
yang menghasilkan air murni dari asalnya air tawar. Umumnya peralatan dalam plant
ini terdiri dari saringan : carbon active atau gravel filter, kation (cation), tangki
degassing (degassifier), anion dan mixed bed filter. Ini disebut Sistim demineralisasi
multi bed. Beberapa unit hanya menggunakan satu buah saringan saja yaitu mixed-
bed filter. Ini disebut Sistim demineralisasi single bed. Masing-masing dilengkapi
dengan tangki HCl dan NaOH. Pengolah air dibagi menjadi 2 yaitu :
1. External Treatment (pengolah air luar yaitu Water Treatment /Demin. Plant)
2. Internal Treatment (pengolah air dalam, yaitu dengan injeksi bahan kimia
tertentu)
2.1 External Treatment.
Sumber air bagi water treatment ini bisa berasal dari air kota (perusahaan air
minum) atau desalination plant (air distillate). Pada umumnya air murni yang
dihasilkan plant ini digunakan untuk mengisi ketel (boiler PLTU) ataupun HRSG
(Heat Recovery Steam Generator PLTGU), baik untuk kebutuhan operasi
maupun konservasi.
Kebutuhan air murni untuk Boiler/HRSG disebabkan air tawar mengandung
berbagai unsur pencemar yang dapat mengkibatkan : penyumbatan pada pipa,
korosi, erosi, pengerakan (scale) pada bagian2 yang panas, endapan (deposit)
dll.
External Treatment kita golongkan kembali menurut konstituent-nya :
1. Suspensi padat < suspended solid )
Suspensi padat yang terdapat dalam air dapat dihilangkan dengan cara :
a. Koagulasi dan Saringan Koral (Gravel Filter)
b. Dengan Aktip Carbon.
2.1.1 Methode Pengolahan Air.
Seperti sudah disebutkan dimuka bahwa untuk mencapai suatu standard
kwalitas yang sudah ditentukan maka air harus diolah ( treated ) terlebih dahulu.
Yang berarti bahwa samua kontaminasi yang akan menimbulkan gangguan2
harus dibuang/diperkecil. Unsur-unsur pencemar pada air tawar antara lain dapat
dilihat pada materi Kimia Air. Sebagai dasar pertimbangan proses pengolahan air
lihat tabel harga2 batas air sebagai berikut :
4
5
2.1.1.1 Methode Koagulasi.
Air mentah umumnya mengandung berbagai macam bentuk suspensi
padat berupa lumpur2, sediment2 yang tampak sebagai turbidity
( keruh ), warna air dan material2 koloid lainnya.
Suspensi ini bersifat permanent tanpa zat2 koagulant ( penggumpal ).
Koloid adalah zat partikel padat yang sangat lembut dan dapat
membentuk suspensi pemanent.
Konstituent2 tersebut sukar sekali mengendap atau memerlukan waktu
yang lama untuk mengendap. Koloid ini hanya dapat dilihat dibawah
microscope.
Koagulasi adalah suatu proses yang bemaksud untuk memperbesar
ukuran suspensi dan koloid dengan bantuan bahan kimia, sehingga
terbentuk floc2 (jonjot2 ) yang mudah diendapkan atau. disaring.
Koagulasi Koloid :
Semua air yang nengandung suspensi padat dapat dipisahkan dengan
penambahan alumunium sulfat (( Al2SO4)3)atau zat coagulant lainnya
seperti Ferric Chloride (FeCl2). Selanjutnya kolloid2 tersebut akan
bertambah besar dan mengendap, apabila dibiarkan ± 2 – 4 jam.
Pengendapan ini dapat dipercepat dengan penambahan inhibitor
kedalam air. Apabila garam Al+++ atau Fe+++ ditambahkan kedalam
air maka akan bereaksi dengan alkalinity air.
Al2( SO4)3 + 3 Ca ( HCO3)2 ———> 3 CaSO4 + 2 Al ( OH)3 + 6 CO2
Al-Sulfat alkalinity larut tak larut larut
larut larut
Faktor –faktor yang mempengaruhi koagulasi
Guna mencapai Koaguasi maximum yang berarti memperbaiki proses
pembentukan floc serta karakteristik kecepatan pengendapan dan
ketebalan. Dengan memperbaiki kecepatan pengendapan dan ketebalan
6
floc berarti dapat mempertinggi produksi air bebas suspensi. Perlu
ditinjau faktor2 yang mempengaruhinya.
Koaguasi dapat dipengaruhi oleh pH, komposisi kimia, tipe koagulant,
faktor2 physik seperti : suhu dan kondisi pengadukan. pH yang terbaik
untuk koagulasi 5,5 - 7,8.
Penambahan ion SO4 = dan orthophospat akam menpercepat jatuhnya
floc. Dengan penurunan suhu daya koagulasi menurun.
2.1.1.2 Methode Filtrasi.
Yang dimaksud dengan Filtrasi adalah melewatkan suatu zat cair melalui
media porous ( berpori ), guna mengeluarkan semua partikel2 yang dapat
tersaring. Floc2 kolloid yang sudah membesar ukurannya selanjutnya
disaring. Sebagai penyaring, dapat dipakai bahan2 non-porous seperti
misalnya : pasir ( sand ), kerilkil ( gravel ).
7
2.1.1.3 Saringan Karbon Aktif.
Salah satu metode untuk mengurangi endapan suspensi adalah dengan
penyaringan karbon aktip. Selain itu. karbon aktip juga berfungsi
sebagai :
- penyerap bau ( asalnya dari senyawa2 phenol )
- penghilang rasa
- penghilang warna ( ion2 Fe++ dan Mn++ ).
- pengikat zat2 organik
- pengikat gas chlor ( dechlorination ) & gas H2S .
Bahan mentah yang dipakai untuk saringan misalnya :
- arang bitumen
- tulang - tulang
- batok kelapa
- lignite
- peat
- batok kerang
- abu pulp
- kayu
Proses peng-aktip-an arang sehingga menjadi arang aktip sbb. :
Pemanasan dengan gas peng-oksidir : uap, udara.
Daya serap aktip karbon tergantung dari bahan dasarnya serta cara2
pembikinan-nya. Kapasitas absorpsi saringan karbon dinyatakan dalam
bentuk : " Nilai-phenol ", yaitu jumlah arang karbon dalam ppm yang
dibutuhkan untuk mengabsorpsi phenol dari 100 ppb menjadi 10 ppb.
Umumnya karbon aktip yang dipasaran mempunyai nilai phenol: 15 - 30.
Ada 2 type karbon aktip :
a). Karbon aktip bubuk ( powder )
b). Karbon aktip butir ( granular )
Aktip Karbon sangat porous ( berpori ) dan banyak mempunyai atom2
carbon dengan valensi netral. Karena sifat2-nya yang sangat porous
8
( berpori ) serta besarnya luas permukaannya sehingga mempunyai
kemampuan menyerap sebagian besar impurities air, Daya
penyerapannya akan makin menurun apabila tercapai titik jenuh
(umumnya 3 bulan sampai 1 tahun). Peng-aktipan kembali dilakukan
dengan memanaskannya dengan uap.
Tujuan penyaringan
Menghilangkan zat-zat organic. Chlorida, gas H2S, bau, suspended solid
dll., agar tidak merusak resin atau mengurangi kapasitas resin.
Penggantian carbon aktif : Umumnya setiap 1-2 tahun. Setiap mencapai
jumlah aliran tertentu, saringan karbon aktif dibersihkan sbb.
a. Back washing
Tujuan : Menghilangkan suspensi yang tersaring, impact, delta P dan
chanelling selama operas!/ service.
9
Gambar 3.
Persiapan :
- Mode selector switch posisikan " Auto "
- Filter backwash pump selector switch posisikan " Auto "
- Recycle/ supply pump selector switch posisikan " Auto ",
sedangkan yang satu lagi posisikan " Stand by "
- Cek filter yang lain tidak boleh dalam " Washing Mode " dan
Mixed Bed tidak boleh dalam keadaan mode regenerasi
10
Start
Setelah persiapan:
Tekan tombol " Start back wash "
Flow rate : 984 Ipm., selama 10 menit
Bed settle : 1 menit
Rinse : 3 menit
Service :
- Valve yang dibuka : Inlet dan outlet
- Flow rate : 984 Ipm.
- Frekwensi back wash setiap 2 minggu operasi atau bila ΔP = 8 psi
- Pengoperasian dapat paralel atau seri
- Carbon aktif perlu diganti setiap 12-24 bulan
2.1.1.4 Saringan Cation, anion, dan Mixed Bed Filter.
Saringan yang lain menggunakan ion penukar kalor. Ion2 dikenal dengan
nama Cation, Anion dan Radical.
CATION adalah atom yang bermuatan listrik positip.
ANION adalah atom yang bermuatan listrik negatip.
RADICAL adalah gugusan atom2 yang bermuatan listrik positip atau
negatip.
Samuanya bersifat sebagai ion.
CATION ANION RADICAL
Ca++ Cl- NH4+
Mg++ SO4= PO4 ≡
Na+ NO3- ( HCO3 )-
K + HCO3- CO3=
Al+++ CO3=
Fe++ PO4≡
Mn++
11
2.1.2 Resin Penukar Ion ( Ion Excharger Resin).
Resin penukar ion pada Demineralisasi adalah butiran-butiran padat yang
mempunyai sifat sebagai berikut:
a. Butiran-butiran padat yang tidak larut dalam air.
b. Resin berisi muatan listrik yang tetap ( Fixed charges).
c. Resin berisi pula muatan listrik yang dapat ditukar (Exchangeable charges).
d. Resin cenderung mencari kenetralan listrik.
Ada dua macam resin yaitu resin cation dan resin anion. Resin cation berwarna
coklat, sedang resin nion berwarna kuning. Bentuknya bulat seperti telur katak.
Bentuk butiran penukar ion, seperti ilustrasi gambar berikut :
Gambar 4.
12
a. Resin Cation.
1). Kation Resin Asam Kuat : mengganti semua cation-cation
2). Kation Resin Asam Lemah : mengganti Kesadahan Carbonat
b. Resin Anion
1). Anion Basa Kuat: mengganti baik asam kuat maupun lemah
2). Anion Basa Lemah : mengganti hanya ion dari asam kuat
2.1.2.1 Sejarah Singkat Mengenai Resin.
Adam dan Holmes th. 1935, membuka sejarah baru dengan membuat
resin Penukar Kation dari sulfonasi hasil polimerisasi phenol dengan
formal dehyde. Penemuan ini ternyata dapat membuka jalan untuk
pembuatan resin dari polymer2 organik lainnya dan akhirnya ditemukan
resin yang dibuat dari kopolimerisasi styrene dan divynil benzene. Resin
inilah yang sekarang banyak dipakai karena dapat berbentuk bulat, stabil
terhadap suhu,asam, basa, arornatik hydro carbon dan berkapasitas
cukup besar.
Perkembangan lebih jauh diperoleh setelah ditemukan resin penukar
anion dari amine aromatik dan formal dehyde yang bersifat basa lemah.
Selanjutnya dapat pula dihasilkan resin anion basa kuat ( strongly basic
anion exchanger ) yang memungkinkan menyerap baik asam kuat
maupun asam lemah seperti : asam carbonat, asam silikat.
Dengan perkembangan resin penukar ion diatas, resin tersebut tidak
hanya dapat dipakai untuk pelunakan air, tetapi dapat juga dipakai untuk
membuat air bebas ion ( deionized ), dan bebas mineral ( demineralized).
Resin2 adalah merupakan polimer dan kopolimer dari senyawa organik :
phenol, aldehyde, styrene dan derivat vinyl. Contoh yang sefamili
dengannya adalah : plastik, bakelit, celluloid ( film ).
Resin penukar anion dibuat, dengan mereaksikan resin styrene divinyl
benzene dengan methylchloromethyl ether dan selanjutnya dimasukkan
berbagai gugus amine. Gugus amonium quartenair menghasilkan resin
yang bersifat basa kuat sedang gugus poliamine, menghasilkan resin
bersifat basa lemah.
13
2.1.2.2 Kapasitas Penukar Resin.
Penukar Kation
Diantara berbagai sifat fisika dan kimia, kapasitas penukaran ion adalah
sifat yang sangat penting. Sebab faktor yang sangat menentukan
ekononis tidaknya resin tersebut digunakan, serta faktor penting dalam
pembuatan peralatan.
Kapasitas penukaran ion merupakan ukuran dalam jumlah gugus penukar
dalam resin yang dapat mengadakan reaksi penukaran, dinyatakan
dalam meq/gram resin basah atau meq/gram resin kering atau meq/ml
resin basah.
Untuk mengetahui kapasitas penukaran ( exchange capasity ) dapat
dilakukan dengan merubah resin kation dalam bentuk H, kemudian dicuci
sampai bebas asam, selanjutnya ditambahkan NaOH terukur dan dititrasi
kembali.
Penukar Anion
Kapasitas penukaran dapat ditentukan dengan merubah resin dalam
bentuk ( OH ), cuci sampai bebas alkali dan tambahkan larutan standard
asam. Titrasi kembali seperti pada cation. Kapasitas penukaran