124805180310pengolahan Air

Click to edit Master subtitle style

Sistem Penyediaan dan Proses Pengolahan Airdi Industri

Click to edit the outline text format Second Outline

Level Third Outline

Level Fourth Outline Level

Fifth Outline Level

Sixth Outline Level

Seventh Outline Level

Eighth Outline Level

Ninth Outline LevelClick to edit Master text styles◦ Second level

Third level◦ Fourth level

Fifth level

Pendahuluan

70 % bumi tersusun atas air Siklus hidrologi

air yang menguap setiap saat = 13.000.000 m3

Sumber-Sumber Air

Sumber-sumber air yang dapat dimanfaatkan untuk mendukung kehidupan adalah :◦air laut◦air tawar

air hujan air permukaan air tanah

Click to edit the outline text format Second Outline

Level Third Outline

Level Fourth Outline Level

Fifth Outline Level

Sixth Outline Level

Seventh Outline Level

Eighth Outline Level

Ninth Outline LevelClick to edit Master text styles◦ Second level

Third level◦ Fourth level

Fifth level

Contoh komposisi air

Concentration in ppm

Mississippi river at

St.Louis, Mo.

Lake Eric

Well Water at moundsville

W.Va.

SeaWater

Silica as SiO2

Iron as Fe

Manganese as Mn

Calsium as Ca

Magnesium as Mg

Sodium (Na) + Potassium (K)

Carbonate as CO3

Bicarbonate as HCO3

Sulfate as SO4

13

0.1

-

50

14

35

1.2

158

97

2.1

0.01

0.00

38.0

8.3

11.1

0.0

117

26

12

3.5

2.5

113.8

19.3

-

0.0

170

29.0

10

Trace

0.01

400

1252

10,561+380

0

140

2,650

Concentration in ppm

Mississippi river at

St.Louis, Mo.

Lake Eric

Well Water at moundsville

W.Va.

SeaWater

Chloride as Cl

Fluoride as F

Nitrate as NO3

Dissolved solids

Total hardness as CaCO3

Non carbonate hardness as CaCO3

Color

Turbidity

pH (in pH units)

16

-

4.6

326

183

53

19

58

7.9

18

0.1

1.8

167

130

34

Clear

85

7.9

76

-

-

700

450

280

Tan

0 to 20

6.3

18,980

1.4

1.5

34,450

6,250

6.125

Clear

0

7.5 - 8.4

Contoh komposisi air (lanjutan)

Perkiraan yang pernah dibuat menunjukkan bahwa untuk centimeter persegi (cm2) permukaan bumi terdapat 273 liter air, dengan perincian sebagai berikut :

◦ Air laut : 268,45 liter (98,33%)

◦ Air tawar : 0,1 liter (0,036%)

◦ Es kontinental : 4,5 liter (1,64%)

◦ Uap air : 0,003 liter (0,0011%)

Sifat AirSifat-sifat air murni :Dalam keadaan murni tidak berasa, tidak berbau

dan tidak berwarnaTitik leleh dan titik didihnya bergantung pada

tekananTitik leleh dan titik didihnya dapat dicapai pada

kondisi termodinamik yang praktisMerupakan pelarut yang baik, sehingga praktis

selalu mengandung zat-zat terlarut/tersuspensiMerupakan penghantar panas yang baikTidak dapat terbakar

Sifat AirDi sepanjang siklus hidrologi, air menyerap dan

membawa berbagai macam zat. Zat-zat ini berupa :- padatan terlarut : dari pelarutan mineral- gas terlarut : dari udara, penguraian senyawa organik- padatan tersuspensi : dari erosi batuan

Air tanah relatif lebih murni daripada air permukaan

Air tanah : lebih murni dan konsisten kualitasnya sehingga pengolahan lebih mudah

Air permukaan : mengandung lebih banyak pengotor, komposisi lebih bervariasi terhadap waktu, namun tersedia lebih banyak

Air laut : sangat berlimpah, namun mengandung sangat banyak mineral (± 35000 mg mineral/kg air)

Zat-zat Terlarut Dalam Air Simbol

Kimia Berat atom

Berat Ekivalen

1. Kation : Natrium Kalium Kalsium Magnesium Besi Mangan Barium Stronsium Aluminium

Na+ K+

Ca2+ Mg2+ Fe2+ Mn2+ Ba2+ Sr2+ Al3+

23.0 39.1 40.1 24.3 55.8 54.9

137.4 87.6 27.0

23.0 39.1 20.0 12.2 27.9 27.5 68.7 43.8 9.0

2. Anion : Klorida Sulfida Karbonat Bikarbonat Hidroksida

Cl-

SO42-

CO32-

HCO3-

OH-

35.5 96.0 60.0 61.0 17.0

35.5 48.0 30.0 61.0 17.0

3. Gas-gas : Oksigen Hidrogen Sulfida Karbondioksida

O2 H2S CO2

Penggunaan Air di Industri

Air bagi suatu industri adalah bahan penunjang baik untuk kegiatan langsung atau tak langsung.

Penggunaan air di industri biasanya untuk mendukung beberapa sistem, antara lain :

◦ Sistem pembangkit uap (boiler)

◦ Sistem pendingin

◦ Sistem pemroses (air proses)

◦ Sistem pemadam kebakaran

◦ Sistem air minum

Persyaratan kualitas air yang dapat digunakan dalam industri berbeda-beda tergantung kepada tujuan penggunaan air tersebut.

Air yang berasal dari alam pada umumnya belum memenuhi persyaratan yang diperlukan sehingga harus menjalani proses pengolahan lebih dahulu.

Klasifikasi Pengolahan Air

Pengolahan air dapat diklasifikasikan dalam dua golongan, antara lain :

◦ Pengolahan eksternal

◦ Pengolahan internal

Pengolahan Eksternal

Pengolahan eksternal dilakukan di luar titik penggunaan air yang bertujuan untuk mengurangi atau menghilangkan impurities.

Jenis-jenis proses pengolahan eksternal ini antara lain :

◦ Sedimentasi

◦ Filtrasi

◦ Pelunakan (softening)

◦ Deionisasi (Demineralization)

◦ Deaerasi

Pengolahan Internal

Pengolahan internal adalah pengolahan yang dilakukan pada titik penggunaan air dan bertujuan untuk menyesuaikan (conditioning) air kepada kriteria kondisi sistem dimana air tersebut akan digunakan. ◦ Usaha untuk mencapai tujuan pengolahan internal

dilakukan dengan penambahan bahan kimia ◦ Bahan-bahan kimia akan bereaksi dengan impurities

sehingga tidak menimbulkan gangguan dalam penggunaan air tersebut.

◦ Oksigen, sebagai contoh, dapat diikat dengan menggunakan sodium sulfit atau hydrazine.

◦ Sifat lumpur yang dapat melekat pada logam peralatan proses dihilangkan dengan penambahan bahan-bahan organik yang termasuk dalam golongan tanin, lignin, atau alginat.

Zat Pengotor dalam Air dan Prinsip Dasar Pengolahan

Air menyerap zat-zat dalam perjalanan daur hidrologinya, sehingga menyebabkan air tersebut menjadi tidak murni lagi. Zat-zat itu disebut sebagai zat pengotor atau impurities.

Zat pengotor dalam air pada dasarnya dapat dikelompokkan dalam tiga golongan, yaitu :

◦ Padatan tersuspensi

◦ Padatan terlarut

◦ Gas terlarut

Padatan Tersuspensi dalam Air

◦ Padatan tersuspensi merupakan istilah yang diterapkan pada zat heterogen yang terkandung dalam kebanyakan jenis air.

◦ Padatan tersuspensi terutama terdiri atas lumpur, humus, limbah dan bahan buangan industri.

◦ Padatan tersuspensi menyebabkan air menjadi keruh dan bila digunakan sebagai air umpan ketel akan menyebabkan terbentuknya deposit, kerak dan atau busa.

◦ Padatan tersuspensi dalam air pendingin akan menimbulkan endapan dan timbulnya korosi di bawah endapan tersebut.

◦ Kekeruhan yang berlebihan dalam air minum sangat tidak diinginkan karena dapat menimbulkan rasa yang kurang baik.

Padatan Terlarut

Air adalah pelarut yang baik, sehingga dapat melarutkan zat-zat dari batu-batuan dan tanah yang terkontak dengannya. ◦ Bahan-bahan mineral yang dapat terkandung dalam air

karena kontaknya dengan batu-batuan tersebut, antara lain : CaCO3, MgCO3, CaSO4, MgSO4, NaCl, Na2SO4, SiO2, dan sebagainya.

◦ Air yang akan dipakai untuk pembangkit uap atau sistem pendingin mempunyai dua parameter penting yang merupakan akibat dari padatan terlarut, yaitu kesadahan (hardness) dan alkalinitas (alkalinity).

Gas Terlarut ◦ Berbagai gas dapat larut dalam air, antara lain : CO2,

O2, N2, NH3, NO2 dan H2S. ◦ Gas- gas yang terlarut tersebut pada umumnya tidak

menimbulkan korosi, kecuali CO2, O2 dan NH3. ◦ Karbon dioksida sesungguhnya adalah suatu asam jika

bergabung dengan air, dan dengan demikian dapat menyerang logam. Reaksi yang terjadi adalah sebagai berikut :

Oksigen terlarut dalam air merupakan penyebab utama terjadinya korosi pada ketel dan sistem pendingin.

Penghilangan oksigen dari air umpan ketel dapat dilakukan dengan cara deaerasi secara fisik dan kimia.

Komponen/Senyawa

RumusKimia

Efek Cara pengolahan

Turbiditas - Air menjadi keruh Membentuk deposit pada pipa, alat,

ketel

Koagulasi Pengendapan Filtrasi Demineralisasi

Warna - Timbul buih dalam ketel Menghambat proses pengendapan

pada penghilangan besi dan hot phosphate softening

Koagulasi Filtrasi Klorinasi Adsorpsi

dengan karbon aktif

Kesadahan Ca dan Mg sebagai CaCO3

Membentuk kerak pada sistem penukar panas, ketel, pipa

Menghambat daya cuci sabun

Pelunakan Distilasi Pengolahan

internal

Zat pengotor dan karakteristiknya

Komponen/Senyawa

RumusKimia


Alkalinitas - H2CO3- CO3- OHsebagai CaCO3

Timbul buih dan carry over, padatan ke dalam uap panas mengakibatkan karat

Bikarbonat dan karbonat menghasilkan CO2 dalam uap panas (korosif)

Pelunakan dengan kapur dan kapur soda

Demineralisasi Penambahan

asam Dealkilasi

dengan penukar ion

Distilasi

Asam mineral bebas

H2SO4 HClsebagai CaCO3

Korosif Netralisasi dengan alkali

Zat pengotor dan karakteristiknya (lanjutan)

Komponen/Senyawa

RumusKimia


Karbon dioksida

CO2 Korosif terhadap perpipaan Aerasi Deaerasi Netralisasi

dengan alkali Filming dan

Neutralizing Amines

pH [H+] Perubahan pH dipengaruhi oleh keasaman atau kebasaan dalam air. Air alam biasanya pH 6-8

Penambahan asam atau basa

Sulfat SO42- Menaikkan kandungan padatan dalam air

Bereaksi dengan Ca membentuk CaSO4

Demineralisasi Distilasi

Klorida Cl- Menaikkan kandungan padatan dalam air dan bersifat korosif



Komponen/Senyawa

RumusKimia


Nitrat NO3- Menaikkan kandungan padatan Konsentrasi tinggi mengakibatkan

penyakit methemoglobin pada bayi


Silika SiO2 Membentuk kerak pada ketel dan sudu-sudu turbin

Penghilangan secara proses panas dengan garam Mg


Besi Fe2+Fe3+

Membentuk deposit pada pipa dan boiler

Aerasi Koagulasi dan

filtrasi Pelunakan

kapur Penukar ion


Komponen/Senyawa

RumusKimia


Mangan Mn Membentuk deposit Aerasi Pelunakan

kapur

Minyak Sebagai oil atau chloroform extraticible matter

Membentuk kerak, lumpur, dan buih dalam ketel

Baffle separator Stainers Koagulasi dan

filtrasi dengan diatomaceous earth

Oksigen O2 Korosi Deaerasi Sodium sulfit Hydrazine Zat anti korosi


Komponen/Senyawa

RumusKimia


Hidrogen sulfida H2S Bau telur busuk Korosi

Aerasi Klorinasi Penukar ion

Amoniak NH3 Korosi pada tembaga dan seng Penukar ion dengan zeolit hidrogen

Klorinasi Deaerasi

Konduktivitas Sebagai micromhos, konduktansi spesifik

Semakin tinggi konduktivitas, semakin korosif

Demineralisasi Pelunakan

kapur


Komponen/Senyawa

RumusKimia


Padatan terlarut

- Menunjukkan jumlah zat terlarut Menyebabkan buih

Pelunakan kapur

Penukar ion dengan zeolit hidrogen


Padatan tersuspensi

- Menyebabkan deposit Pengendapan Koagulasi dan

filtrasi

Padatan total - (padatan terlarut ditambah padatan tersuspensi)

(s.d.a.)


Diagram alir pengolahan air umpan boiler Plant 36

Aerator Surge Tank

WaterTreatingAerator

Iron RemovalFilters

Filtered WaterStorage Tank

CondensateStorage TankCation

Exchanger

NaOH

AnionExchanger

CondensatePolishers

PolishedCondensateto Deaerator

Raw Water

to Neutralizing Pit

Process Area Condensate

Coustic Disolving Package

H2SO4

NaOH

Regenamine

Diagram alir sederhana Water Treatment Steam and Condensate

System

AERATORIRON FILTER

FILTEREDWATER

POTABLEWATER

CATIONEXCHANGER

ANIONEXCHANGER

DEMINERALIZEDWATER

DEAERATOR

CONDENSATEPOLISHER

CONDENSATEPLANT

BOILER

HYDRAZINE

MORPHOLINE

AIR SUMUR

NaOH

Cl2S

UP

ER

HE

AT

ED

ST

EA

M(6

2.5

kg/c

m2 ,

449

oC

Sistem pengolahan air serta pembangkit uap panas di Pertamina UP III - Plaju

CarbonFilter

AnionExchanger

CationExchanger

MixedBed

Clarifier

SandFilter

ClearWell

CoolingTower

StorageDemineralized

Water

Deaerator

WHRU

PackageBoiler

Generator

CombustionChamber

Starter

Process waterTA / PTA

Steam Bahankimia

Morpholin

Steam42 kg/cm2

385 oC

Cooling water38 oC

Cooling water30 oC

Bahankimia

Bahankimia

Air baku

Firehydrant

Industrialwater

TA / PTA

Udara

Listrik

Fuel gas Udara

Fuel gas

Chlorine

Air minum

Sistem demineralisasi di Pertamina UP V - Balikpapan

BLOWER

UTILITYWATERTANK

RAW WATERPUMP

GRAVELFILTER

CATIONFILTER

DEAE-RATOR

ANIONFILTER

MIXEDBED

FILTER

DEMINERALIZEDWATER TANK

DEAERATORPUMP

Documents

124805180310pengolahan Air