Utilitas suatu pabrik meliputi: WATER and Wastwater TREATMENT, POWER PLANT and STEAM GENERATION. 1

Utilitas

Utilitas suatu pabrik meliputi: WATER and Wastwater TREATMENT, POWER PLANT and STEAM GENERATION. 1

WATER

Fungsi air dalam industri Air pendingin (cooling water)

Air umpan boiler (steam generation)

Air sanitasi / rumah tangga

Air Proses (Pelarut dll)

2

Siklus air

Siklus air

4

AIR DI BUMI Samudera dan danau asin 97.4% Air tawar 2.6%

71% dari permukaan bumi

Ice dan glaciers 1.984% Air bawah tanah 0.592%

Air tawar

Air permukaan 0.014%

Danau 0.007% Biota 0.0001 %

Air tawar

Sungai 0.0009%

siap pakai

Uap air di atmosfer 0.001% Air di tanah 0.005%

10

5

Polusi dari industri dan domestik merupakan sumber terbesar masuknya kotoran yang tidak diinginkan pada air permukaan. Impurities dalam air yang digunakan di industri dapat menyebabkan :

terbentuknya deposit, korosi pada metal, busa pada sistem pembangkit steam, fouling mikrobiologi dll

menyebabkan menurunkan perpindahan panas, menurunkan kualitas produk, kerusakan pada metal, kayu atau bahan konstruksi yang digunakan untuk menyimpan maupun transport. 6

WATER

Komposisi beberapa jenis air permukaan

Parameter Silika sbg SiO2 Besi sbg Fe Manganese sbg Mn Kalsium sbg Ca Magnesium sbg Mg Sodium Na + potassium K Karbonat sbg CO3 Bicarbonat sbg HCO3 Sulfat sbg SO4 Khlorida, sbg Cl Flourida sbg F Nitrat sbg NO3 Kesadahan (hardness) sbg CaCO3 Turbiditi pH (dalam unit pH) Warna Solid terlarut

Konsentrasi , dalam mg/l

sungai

danau

sumur

air laut

13 0.1 50 14 35 1.2 158 97 16 4.6

2.1 0.01 0.00 38 8.3 11.1 0.0 11.7 26 18 0.1 1.8

12 3.5 2.5 113 19.3 -0.0 170 29 76 ---

10 trace 0.01 400 1.252 10.561 0 140 2.650 18.980 1.4 1.5

183 58 7.9 19 326

130 85 7.9 Clear 167

450 0 – 20 6.8 Tan 700

6.250 0 7.5 – 8.4 Clear 34.450

3

Pengaruh dari kotoran pada air pada sistem pembangkit steam Parameter

Rumus

Suspended solid Silika Kalsium karbonat Kalsium bikarbonat Kalsium sulfat Kalsium khlorida Magnesium karbonat Magnesium bikarbonat Magnesium khlorida Asam bebas Sodium khlorida

SiO2 CaCO3 Ca(HCO3)2 CaSO4 CaCl2 MgCO3 Mg(HCO3)2 MgCl2 HCl, H2SO4 NaCl

Sodium karbonat Sodium bikarbonat Asam karbonik

Na2CO3 NaHCO3 H2CO3

Oksigen Grease dan minyak Bahan organik

O2

Sumber Drainase, indust Deposit mineral Deposit mineral Deposit mineral Deposit mineral Deposit mineral Deposit mineral Deposit mineral Deposit mineral Industrial waste Sewage, deposit mineral Deposit mineral Deposit mineral Atmosfer, deposit mineral Atmosfer Industrial waste Domestic and industrial waste

Effek yg terjadi

Cara pengolahan

Priming ,foaming,kerak Kerak Kerak Kerak Kerak, korosi Kerak Kerak Kerak Kerak, korosi Korosi Korosi pada kondisi tertentu Priming, foaming Priming, foaming Korosi

Pengendapan Ion exchange Softening Softening Softening Softening Softening Softening Softening Netralisasi Demineralisa si, evaporasi Evaporasi Evaporasi Deaeration

Korosi Korosi, priming, foaming Korosi, priming, foaming

De aeration Filtrasi Coagulation f iltrasi, evaporasi

Problem yang umum disebabkan kotoran pada air (Drew ) A

B

C

D

E

F

G

H

Uniform corrosion

x

x

x

x

x

x

x

x

Localized corrosion

x

x

x

x

x

x

x

x

Stress corrosion

-

-

-

-

x

x

-

-

Dezincification corrosion

x

-

x

x

-

-

x

x

Ammonia attack of brass

-

-

x

x

-

-

-

-

Dissimilar metal corrosion

x

x

x

x

-

-

x

x

Chloride attack of stainless s

x

-

x

-

-

-

x

-

Caustic attack

-

-

-

-

-

x

-

-

Hydrogen damage

-

-

-

-

-

x

-

-

Inorganic deposit

x

x

x

x

x

x

x

x

Microbiological fouling

x

-

x

x

-

-

Deterioration of cooling tower tumber Carry over -

-

x -

-

x

x

x

-

-

-

A : Once through cooling water systems, B : Closed circulating cooling water systems, C : Open circulating cooling water systems , D : Air conditioning systems, E : Low pressure steam generating systems , F : High pressure steam generating systems, G : Process water , H : Potable water

Karakteristik spesifik dari air permukaan yang dapat digunakan sebagai sumber untuk air industri Boiler makeup water

0 – 1500 psig Silica SiO2

700 – 5000 psig

Cooling water

once makeup once makeup through recycle through recycle

150

150

50

150

25

25

Aluminium , Al

3

3

3

3

-

-

Iron Fe

80

80

14

80

1,0

1.0

Manganese, Mn

10

10

2,5

10

0.02

0.02

Copper Cu

-

-

-

-

-

Calcium Ca

-

-

500

Magnesium Mg

-

-

-

-

-

-

Sodium + potassium (Na+K)

-

-

-

-

-

-

Ammonia , NH3

-

-

-

-

-

-

Bicarbonat, HCO3

600

600

600

600

180

180

Sulfat , SO4

1400

1400

680

681

2700

2700

Chloride, Cl

19000

19000

600

500

22000

22000

-

-

Flouride, F

-

-

500

1200

-

1200

-

Lanjutan : Boiler makeup water 0 – 1500 psig

700 – 5000 psig

Cooling water once makeup once makeup through recycle through recycle

Nitrate, NO3

-

-

30

30

Phosphate, PO4

-

50

4

4

-

5

5

Dissolved solid

35.000

35.000

1.000

1.000

35.000

35.000

Suspended solid

15.000

15.000

1.500

15.000

250

250

Hardness (CaCO3)

5.000

5.000

850

850

7.000

7.000

Alkalinity (CaCO3)

500

500

500

500

150

150

Acidity (CaCO3)

1.000

1.000

0

200

0

0

pH (unit)

-

3,5-9,1

5 – 8.4

5 – 8.4

Color (unit)

1.200

Organic (methylene blue active substance)

1.200

5 – 8,9 -

1.200

-

-

1.3

1,3

-

1.3

2

10

CCl4 extract

100

100

*

100

*

100

COD (O2)

100

500

-

100

-

200

-

4

4

120

100

120

Hydrogen sulfide, H2S

-

-

-

Temperatur oF

120

120

100

* no floating oil

Sumber : J.W.Clark, “Water Supply”

Process Water Textile industry

Lumber Industry

Pulp & Paper

Chemical Industry

Petroleum Industry

Metal Industry

Silica SiO2

-

-

50

-

50

-

Aluminium , Al

-

-

-

-

-

-

Iron Fe

0.3

-

2.6

5

15

-

Manganese, Mn

1.0

-

-

3

-

-

Copper Cu

0.5

-

-

-

-

-

Calcium Ca

-

-

-

200

220

-

Magnesium Mg

-

-

-

100

85

-

Sodium + potassium (Na+K)

-

-

-

-

230

-

Ammonia , NH3

-

-

-

-

-

-

Bicarbonat, HCO3

-

-

-

600

480

-

Sulfat , SO4

-

-

-

850

570

-

Chloride, Cl

-

-

200

500

1600

500

Flouride, F

-

-

-

-

1,2

-

Nitrate, NO3

-

-

-

-

8

-

Phosphate, PO4

-

-

-

-

-

-

Dissolved solid

150

-

1.080

2.500

3.500

1500

Process Water Textile industry Suspended solid

Lumber Industry

Pulp & Paper

Chemical Industry

Petroleum Industry

Metal Industry

1.000

-

-

10.000

5000

3.000

Hardness (CaCO3)

120

-

485

1.000

900

1.000

Alkalinity (CaCO3)

-

-

-

500

-

200

Acidity (CaCO3)

-

-

-

-

-

75

6–8

5-9

4,6 – 9,4

5,5 – 9

6–9

3–9

Color (unit)

-

-

360

-

-

-

-

500 -

25

Organic (methylene blue active substance)

-

-

CCl4 extract

-

-

-

-

-

30

COD (O2)

-

-

-

-

-

-

Hydrogen sulfide, H2S

-

-

-

-

-

-

Temperatur oF

-

-

95

-

-

100

pH (unit)

Sumber : John Clark “Water Supply and Pollution Control”

Air baku

Koagulan & flokulan

Tangki penampung

Flokulasi & koagulasi

filter sludge

Cooling tower

Water treatment primer

Air pedingin Tangki air bersih

Alat penukar panas Blow down

Air proses

Praheater Air pembangkit steam

Limbah cair

Cl2

Softener steam Boiler F.Eff/05

kondensat Alat penukar panas

Air sanitasi

Bagan alir sistem pengolahan air industri

PERINSIP PENGOLAHAN AIR BERSIH DARI AIR PERMUKAAN Prasedimentasi

Koagulasi

Flokulasi

Sedimentasi

Filtrasi



Memisah padatan tersuspensi

 Pembentukan inti flok  (pengadukan lambat)

Pencampuran bahan koagulan agar merata (pengadukan cepat)

 

Pemisahan flok yang terbentuk Memisah flok yang masih terbawa air

Air Bersih

Water treatment koagulan

Bak koagulasi

Prasidementasi & tandon

Bak flokulasi

Air baku Bak sedimentasi

Filtrasi

LUMPUR

Reservoir

Air Bersih

PROSES PENGOLAHAN AIR BERSIH PADA DASARNYA PRINSIPNYA SAMA PERBEDAAN HANYA PADA ALAT DAN KELENGKAPANNYA

Unit koagulasi, flokulasi dan sedimentasi pada unit-unit terpisah Pengadukan:

Unit koagulasi, flokulasi dan sedimentasi pada satu kompartement Pengadukan : - mekanikal

- mekanikal (pengaduk) - hidraulik 

KONVENSIONAL

- hidraulik 

Clarifier

Water treatment koagulan Bak koagulasi

(hidraulik)

Bak flokulasi (mekanikal)

Air baku

Bak sedimentasi

Air bersih

KONVENSIONAL - Koagulasi - Flokulasi - Sedimentasi

LUMPUR

Pada unit – unit terpisah

CLARIFIER - KOAGULASI

(1)

- FLOKULASI

(2)

- SEDIMENTASI (3)

3 Air bersih

Bahan kimia

PADA SATU KOMPARTEMENT (UNIT) Air masuk

2

1

Lumpur

Weir untuk effluent

Influent well

Scraper

Pengumpul sludge

Tampak bagian dalam clarifier

IPA tipe Plate Settler clarifier Bagian Flokulasi Bagian Koagulan Koagulasi

Air bersih Air masuk

Bagian Sedimentasi

Lumpur

FILTRATION Fungsi : untuk memisah solid tersuspensi dari air

1. Filter dengan medium berupa granular (Granular-medium filtration) Sebagai media penyaring digunakan bahan berbentuk granular, seperti karbon aktip, karbon , pasir, kerikil, antracit dll Operasi : - Kontinyu - Semi kontinyu - Batch Proses : - penyaringan (filtration) - pencucian (cleaning/backwashing)

Media yang digunakan dapat campuran seperti pasir dengan karbon aktip (dual), maupun tunggal (single) seperti hanya pasir atau karbon atau medium terdiri dari campuran tiga atau lebih media (multi-medium) Zona inter mixing

Monomedium bed filter

Multi-medium Multimedium bedbed filter

Dualdual medium bed filter

Grain-size

Macam-macam filter

Berdasar cara kerjanya :  Gravity filter atau open filter, atmospheric filter  Pressure filter atau closed filter

Berdasar kecepatan penyaringan  Slow sand filter ( rate 4 – 5 m3/hari/m2  Rapid sand filter (rate 100 – 150 m3/hari/m2) Berdasarkan sistem kontrol  manual  automatic

Automatic

Manual

Gravity

Pressure

Upflow

Downflow

Sand Coal

Dual Sequence Mixed Type Water wash

Service flow

Air/water wash

Media

Constant rate Variabel declining rate

Backwash arrangement Flow control

Lapisan media pasir (silikat) - pasir kasar :  = 2,0 mm air yang disaring tidak terlalu kotor pratreatment sudah baik rate fluida cukup tinggi - pasir halus :  = 0,4 mm rate fluida tidak terlalu tinggi pratreatment hanya singkat diharapkan juga mampu memisah bakteri dan turbiditi semaksimal mungkin Lapisan kerikil / gravel bersifat juga sebagai support media di atasnya

Harus : tidak mengandung tanah sebaiknya bulat dan keras

- Kerikil halus

 = 5,0 mm

- Kerikil kasar

 = 10,0 mm

- Gravel

 = 20,0 mm

60 cm, pasir

65 cm, pasir

10 cm,

1,5 – 3 mm

10 cm

25 – 50 mm

7,5 cm

3 – 6,4 mm

5 cm

13 – 25 mm

5 cm

6,4 – 12,7 mm

5 cm

6,5 – 13 mm

7,5 cm

12,7 – 19 mm

7,5 cm

19 – 38 mm

15 cm

38 – 64 mm

Lapisan gravel asimetris Dari : G.M. Fair, J.C.Geyer “Water Purification”

10 cm

3 - 6,5 mm

5 cm

6,5 – 13 mm

5 cm

13 – 25 mm

13 cm

25 – 50 mm

Lapisan gravel simetris (direkomendasikan)

 Gravity Roughing filter ( open filter, slow sand filter, atmospheric filter )

Air masuk

Pasir

Air pecuci keluar

Gravel

Air tersaring keluar Air pencuci masuk

Media yang digunakan dapat mono maupun multi-medium. Umumnya digunakan untuk air dengan kekeruhan tidak tinggi dengan laju aliran 2 – 4 gpm per ft2 luas permukaan filter.

Pencucian dilakukan secara priodek, biasanya setelah head loss 8 – 12 ft dengan laju air pencuci (backwashing) : 20 gpm per ft2

 Pressure filter ( rapid sand filter )

terbuka

1

Air masuk

Air masuk

tertutup

2 3

Air tersaring

4

Vertical pressure filter

5 1. Pasir halus 2. Pasir kasar 3. Gravel 4. Lantai filter 5. Strainer

Air cucian

Horizontal pressure filter

THANKS FOR YOUR ATTENTION The best person is one give something useful always

UTILITAS

UTILITAS

UTILITAS