TEKNOLOGI REKAYASA UNTUK PENINGKATAN DURASI WAKTU … · konsentrasi pH berpengaruh secara signifikan terhadap peningkatan jumlah sludge dan reduksi turbiditas air. Perubahan konsentrasi

Seminar Nasional Fakultas Teknik Geologi, Bandung 24 Mei 2014

Geologi Untuk Meningkatkan Kesejahteraan Masyarakat

TEKNOLOGI REKAYASA UNTUK PENINGKATAN DURASI WAKTU SCALLING PIPA RE‐INJEKSI PADA LAPANGAN PANASBUMI DIENG,

PROVINSI JAWA TENGAH

Eko Tri Sumarnadi Agustinus *),**), Happy Sembiring **) dan Efendi ***) *) Program Pasca Sarjana (S‐3), Teknik Geologi, Universitas Padjadjaran, Jl. Dipati Ukur No.

35, Bandung **)Pusat Penelitian Geoteknologi – LIPI, Komplek LIPI, Jl. Sangkuriang Bandung 40135

***)Pusat Penelitian Kimia – LIPI, Komplek LIPI, Jl. Sangkuriang Bandung 40135

ABSTRAK

Pada sistem produksi Pusat Listrik Tenaga Panasbumi (PLTP) Dieng dilakukan pemisahan geothermal brines dari satu phase menjadi dua phase dengan menggunakan separator. Pemisahan ini, di satu sisi dapat menghasilkan uap air (steam) digunakan untuk memutar turbin, sehingga menghasilkan energi listrik untuk pembangunan. Namun di sisi lain juga menghasilkan water brines (suspended solid) yang didominasi oleh silica amorf (SiO2) berbentuk koloid. Penanganan water brines kini dilakukan melalui proses pengendapan pada kolam pengendapan dan saluran terbuka (open channel) untuk memisahkan padatan tersuspensi sludge dari air yang akan diinjeksikan ke dalam perut bumi, karena memang diperlukan untuk mensuplai air ke dalam perut bumi agar sistem uap air panasbumi tetap terjaga. Namun proses pengendapan tersebut yaitu pengendapan berupa lagoon belum optimal, mengingat masih terbentuk kerak scalling berupa silica amorf di dalam pipa injeksi, sehingga perlu penanganan dengan pemotongan bagian pipa yang terdapat scalling dengan durasi waktu yang relatif singkat (6 bulan/sekali). Kondisi tersebut menjadi salah satu kendala bagi efisiensi produksi PLTP Dieng, karena itu pendekatan masalah dilakukan melalui eksperimen di laboratorium dengan menggunakan parameter fisika dan kimia. Teknologi yang digunakan adalah teknologi rekayasa, yakni pengolahan water brines dengan menambahkan sejumlah bahan aditif (koagulan dan flokulan) dan perubahan konsentrasi pH sebagai variabel bebas (independent). Sedangkan peningkatan jumlah endapan sludge dan reduksi turbiditas air yang akan diinjeksikan ke dalam perut bumi sebagai variabel respon (dependent). Hasil eksperimen dianalisis secara statistik dengan metoda Yates menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi pH berpengaruh secara signifikan terhadap peningkatan jumlah sludge dan reduksi turbiditas air. Perubahan konsentrasi dari pH 5 menjadi pH 8 mampu mempercepat pengendapan partikel tersuspensi sludge dari 2 ml/menit menjadi 12 ml/menit, perolehan sludge dari 12 ml/L menjadi 82 ml/L dan reduksi turbiditas air dari 42 NTu menjadi 3 NTu. Atau dengan kata lain dapat meningkatkan durasi waktu scalling pipa injeksi dari 6 bulan/sekali menjadi sekitar 5,3 tahun/sekali. Kata kunci : teknologi, rekayasa, optimalisasi, sludge, scalling, pipa injeksi.

1. PENDAHULUAN

Sistem energi panasbumi di Pulau Jawa terbentuk sebagai akibat adanya tumbukan antara lempeng India‐Australia dengan lempeng Eurasia menghasilkan

zona subduksi di kedalaman 160 – 280 km di bawah Pulau Jawa hingga Nusatenggara (Boedhihardi, 1991). Dampak dari peristiwa tersebut menghasilkan sumber panas berupa magma yang bersifat asam ‐ basa dengan kandungan gas magmatik

335



yang tinggi, sehingga menghasilkan erupsi gunung api yang lebih kuat. Batuan reservoar panasbumi di Pulau Jawa pada umumnya berasosiasi dengan kegiatan volkanik yang bersifat andesitik‐basaltik dengan sumber magma yang relatif cair. Pembentukan sistem panasbumi ini dikontrol oleh sistem pensesaran yang bersifat lokal dan oleh depresi kaldera yang terbentuk karena pendalaman massa batuan bawah permukaan pada saat terjadinya letusan gunung api baik yang intensif maupun ekstensif (Boedhihardi, 1991). Sistem lapangan panasbumi Dieng disusun oleh dominasi batuan basal, andesit basaltik dan andesitik piroksen dan sumber panas diduga berupa magma silikaan (silicic magma). Karakteristik sistem panasbumi Dieng termasuk ke dalam lingkungan dominan cairan (liquid dominated system) dengan suhu tinggi (maksimum 360 0C). Beberapa manifestasi permukaan terdiri dari fumarol, mata air panas, kolam lumpur (mud pools) dan daerah‐daerah beruap panas (steaming ground) yang luas (Herman, 2009).

Potensi sumberdaya energi panasbumi PT. Geodipa Energi, Dieng, Jawa Tengah, kapasitas seluruhnya diperkirakan mencapai sekitar 300 MW. Namun hingga kini baru berhasil dioperasikan Unit I dengan kapasitas 60 MW dan baru berproduksi sekitar (35 – 40) MW yang telah disalurkan secara terintegrasi ke sistem jaringan interkoneksi Jawa‐Madura‐Bali. Usaha secara intensif terus dilakukan, agar target yang diinginkan dapat tercapai melalui pembangunan Proyek Dieng Unit 2 dan Unit 3 yang masing‐masing juga berkapasitas 60 MW (PT. Geodipa Energi, 2009).

Fungsi utama kegiatan PLTP adalah pengambilan uap air panas (geothermal brines) dari dalam perut bumi. Besar kecilnya geothermal brines yang dihasilkan sangat tergantung pada tipikal dari batuan induknya (parent rocks) dan kondisi reservoir panasbumi, khususnya

temperatur dan tekanan serta pH fluida yang mempengaruhi sifat kelarutan mineral. Geothermal brines mengandung gas, air dan mineral ikutan dengan berbagai unsur kimia terlarut berupa zat pengotor (kontaminan), yaitu : I, Sb, Li, H2S, Hg, Rb, bikarbonat, fluoride, ammonia dan silicate, dan juga mengandung Na dan Ca yang berikatan dengan unsur logam‐logam seperti Fe, Mn, Pb, Zn, Ba, dan B. Walaupun industri energi panasbumi termasuk kategori clean energi, namun jika tidak ditangani dengan baik dan benar dapat berpotensi terjadinya degradasi lingkungan (Heath, 2002).

Sistem produksi geothermal brines pada umumnya dilakukan dengan cara memisahkan uap (steam) terhadap air formasi dengan menggunakan separator. Di satu sisi dapat menghasilkan uap air (steam) yang digunakan untuk memutar turbin sehingga dapat menghasilkan energi listrik untuk pembangunan. Namun di sisi lain juga menghasilkan brine water (suspended solid) yang didominasi oleh silica amorf (SiO2) berbentuk koloid. Kehadiran silica amorf berbentuk koloid tersebut, selain dapat merusak turbin dan peralatan pipa injeksi juga dapat mengurangi efisiensi Pusat Listrik Tenaga Panasbumi (PLTP). Dunstan (2000), mengemukakan bahwa brines water yang mengandung silika terlarut berpotensi mengakibatkan scalling pada jaringan pipa injeksi. Masalah utama yang berhubungan dengan scalling silika pada umumnya disebabkan oleh semakin menurunnya tekanan dan blockage dalam jaringan pipa dan casing pipa injeksi dan berkurangnya kecepatan pemindahan panas pada heat exchangers.

Penanganan brine water di lapangan panasbumi Dieng dilakukan melalui pengendapan pada kolam pengendapan (pond) dan saluran terbuka (open channel) untuk memisahkan sludge dari air yang diinjeksikan ke dalam perut bumi (Gambar 1). Namun demikian, proses pengendapan

336



sludge tersebut pada kenyataannya belum optimal mengingat masih terbentuk kerak silica amorf di dalam pipa injeksi (Gambar 2), sehingga perlu dilakukan penanganan scalling dengan dengan durasi waktu yang relatif singkat, yakni sekitar 6 bulan sekali. Kondisi tersebut menjadikan salah satu kendala bagi efisiensi produksi PLTP Dieng.

Sehubungan dengan itu, permasalahan riset yang diidentifikasi, yaitu bagaimana cara meningkatkan durasi waktu scalling pada pipa injeksi untuk meningkatkan efisiensi produksi PLTP. Pendekatan masalah dilakukan melalui eksperimen di laboratorium dengan menggunakan parameter fisika dan kimia. Dalam hal ini, teknologi yang diterapkan adalah teknologi rekayasa, yakni pengolahan brine water dengan menambahkan sejumlah bahan aditif (koagulan, flokulan dan pH) berperan sebagai variabel bebas (independent), sedangkan peningkatan jumlah endapan sludge dan reduksi (penurunan) turbiditas air yang diinjeksikan ke dalam perut bumi berperan sebagai variabel respon (dependent). Permasalahan riset selanjutnya ditransformasikan ke dalam bentuk pertanyaan penelitian sebagai berikut: sejauhmana aneka faktor teknologi rekayasa (konsentrasi koagulan, konsentrasi flokulan dan konsentrasi pH) berpengaruh terhadap peningkatan jumlah endapan sludge dan reduksi turbiditas air yang diinjeksikan kembali ke dalam perut bumi ?

Penelitian dimaksudkan untuk meningkatkan jumlah endapan sludge dan menurunkan nilai turbiditas air sehingga dapat meningkatkan durasi waktu penanganan scalling pada pipa injeksi, dengan demikian efisiensi produksi PLTP menjadi lebih optimal. Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk memperoleh teknologi rekayasa yang berperan dalam optimalisasi pengendapan sludge dari lapangan panasbumi Dieng. Sebagai sasaran adalah untuk memperoleh aneka

faktor teknologi rekayasa yang berpengaruh terhadap peningkatan jumlah endapan sludge dan reduksi turbiditas air.

2. TINJAUAN PUSTAKA

Secara teoritis, bahwa partikel‐partikel koloid dalam suspended solid ada yang bermuatan posistif dan ada yang bermuatan negatif sangat tergantung dari komposisi partikel partikel koloid tersebut. Partikel yang bermuatan positif akan tertarik pada suatu zat koagulan yang bermuatan negatif atau sebaliknya partikel yang bermuatan negatif akan tertarik pada koagulan yang bermuatan positif (pengikat ion positif ini disebut sebagai koagulan). Berbagai jenis koagulan telah banyak digunakan pada pengendapan partikel tersuspensi, seperti aluminium sulfat, tawas, PAC, ferry klorida, ferro sulfat dan lain‐lain (Metcalf and Eddy Inc, 1991). Semakin besar valensi ion pengendap, semakin cepat pembentukan inti flok (ikatan ion koagulan dengan partikel koloid). Sementara flokulan adalah senyawa polyelektrolite seperti Polyamida, Polystiren dan lain‐lain yang berfungsi untuk mempercepat pembentukan flok‐flok yang lebih besar (Gambar 3). Karena gaya berat dari flok‐flok tersebut lebih besar dari densitas air, maka flok‐flok yang terbentuk akan turun membentuk endapan sludge lebih cepat (Kawamura, 1991) Dengan demikian air akan menjadi lebih jernih, karena menurunnya tingkat turbiditas air.

3. METODA

Metoda penelitian merupakan langkah‐langkah kegiatan penelitian yang akan dilaksanakan disertai penggunaan setiap metode pada setiap langkah tersebut (Hirnawan, 2007). Metoda penelitian dilakukan melalui eksperimen di laboratorium dengan menggunakan parameter fisika dan kimia. Metode penelitian disajikan dalam bentuk bagan alir Gambar 4, memberikan hipotesis

337



bahwa optimalisasi pengendapan partikel koloid (sludge) dapat terjadi atas peran aneka variabel teknologi rekayasa. Aneka variabel yang berperan dalam optimalisasi pengendapan partikel koloid (sludge) tersebut diidentifikasi dari karakteristik fenomena brine water (suspended solid), dan bahan aditif (bahan kimia), serta perlakuan teknologi rekayasa yang diterapkan (variabel independent). Sedangkan variabel respon (variabel dependent) diperoleh melalui identifikasi dari karakteristik produk yang hendak dituju (diinginkan), yakni peningkatan jumlah endapan sludge dan penurunan (reduksi) turbiditas air. Selanjutnya dibuat desain eksperimen (desain faktorial) dan hasil eksperimen dianalisis secara statistik untuk validasi dan verifikasi hipotesis.

3.1 Pengumpulan Data

3.1.1 Penyiapan Bahan dan Peralatan:

Bahan yang digunakan adalah brine water (suspended solid) yang diambil pada saluran terbuka (open channel) dari out let separator pada sumur produksi HCE‐30A, lapangan Panasbumi Dieng. Bahan kimia yang digunakan adalah PAC sebagai koagulan dan Polimer sebagai flokulan serta HCl dan H2SO4 untuk mengatur perubahan pH. Bahan gelas berupa gelas ukur dan tabung inhov, sedangkan sebagai peralatan pendukung lainnya digunakan pH meter, turbidimeter dan jartester (Gambar 5).

3.1.2 Desain Eksperimen :

Desain eksperimen (1) mengacu Sudjana (1980), dilakukan dengan metoda desain faktorial 23 ( 2 level dari 3 faktor) dengan 6 (enam) replikasi, seperti diperlihatkan pada Tabel 1 dengan pola tiga jalur analisis seperti disajikan pada Gambar 6. Desain eksperimen (2) mengacu Supardi (2013) dilakukan dengan metoda desain faktorial 1 (satu) faktor terdiri dari 5 (lima) kelompok dengan 6 (enam) replikasi,

diperlihatkan pada Tabel 2 dan pola jalur analisis satu jalur seperti disajikan pada Gambar 7.

3.1.3 Prosedur Eksperimen :

Prosedur eksperimen dilakukan melalui tahapan sebagai berikut: sampling dengan memasukkan brine water ke dalam gelas ukur sebanyak 1.000 ml. Selanjutnya ditambahkan bahan aditif ke dalam brine water sesuai dengan parameter yang telah ditetapkan, kemudian di aduk sesuai kondisi pengadukan dan pH. Kondisi pengadukan : flash mix : 120 rpm selama 5 menit dan slow mix : 45 rpm selama 10 menit. Kemudian sample tersebut dimasukkan ke dalam tabung inhov dan diukur jumlah volume endapan yang terbentuk dalam durasi waktu : 5, 10, 15, 20. 25 dan 30 menit. Air formasi selanjutnya dilakukan pengukuran nilai turbiditas air di atas endapan. Tahapan pelaksanaan eksperimen secara rinci seperti diperlihatkan pada Gambar 8.

3.2 Metoda Pengolahan Data:

Pengolahan data dilakukan melalui analisis varian (ANAVA) tiga jalur untuk eksperimen (1) dan analisis varian (ANAVA) satu jalur (eksperimen 2) untuk mengetahui tingkat signifikansi dari aneka faktor teknologi rekayasa dan untuk validasi serta verifikasi hipotesis (Spiegel, 1976).

4. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengaruh aneka faktor teknologi

rekayasa terhadap peningkatan jumlah endapan sludge dan reduksi turbiditas air : Hasil eksperimen (1) seperti disajikan

pada Tabel 3 dan Tabel 4, memperlihatkan hubungan antar variabel yang terlibat, yakni : faktor koagulan (A), faktor flokulan (B) dan faktor pH (C) terhadap peningkatan jumlah endapan sludge dan nilai reduksi

338



turbiditas air. Hasil analisis varian tiga jalur dari 3 faktor (konsentrasi koagulan, flokulan dan pH) setiap faktor mempunyai 2 taraf, dengan 6 (enam) replikasi terhadap peningkatan jumlah endapan sludge dan reduksi turbiditas air dengan menggunakan metoda Yates seperti disajikan pada Tabel 5 dan Tabel 6. Dari hasil analisis tersebut menunjukkan bahwa faktor A dan interaksi AC (dalam hal ini, Fhitung < Ftabel), mempunyai makna bahwa faktor A dan interaksi AC tidak berpengaruh secara signifikan terhadap jumlah endapan sludge (Tabel 5) tetapi berpengaruh secara signifikan terhadap reduksi turbiditas air (Tabel 6). Faktor konsentrasi pH adalah yang paling berpengaruh secara signifikan baik terhadap jumlah endapan sludge maupun terhadap reduksi turbiditas air. Sebagai gambaran tentang pengaruh faktor Koagulan (PAC) dan Flokulan (Polimer) terhadap peningkatan jumlah endapan dan reduksi turbiditas air diperlihatkan pada grafik Gambar 9. Dari grafik tersebut tampak bahwa penambahan PAC maupun Polimer pada pH 8, tidak menunjukkan pengaruh yang berarti. Sebaliknya perubahan konsentrasi pH sangat signifikan, oleh karena itu perlu ditindaklanjuti dengan eksperimen (2). Kyota and Uchiyama (2011) juga telah berhasil mereduksi tingkat scalling pada pipa injeksi dengan memodifikasi pH sesuai dengan kondisi brine water.

4.2 Pengaruh konsentrasi pH terhadap

peningkatan jumlah endapan sludge dan reduksi turbiditas air:

Hasil eksperimen (2) melalui desain

faktorial 1(satu) faktor, terdiri dari 5 (lima) kelompok dengan 6 (enam) replikasi seperti disajikan pada Tabel 7, sedangkan hasil analisis varian satu jalur untuk peningkatan jumlah endapan sludge dan reduksi turbiditas air diperlihatkan pada Tabel 8 dan Tabel 9. Dari tabel tersebut tampak bahwa Fhitung > Ftabel , mempunyai

makna bahwa terdapat pengaruh pH baik terhadap peningkatan jumlah endapan sludge dan reduksi turbiditas air yang sangat signifikan. Pengaruh tersebut juga diperlihatkan pada grafik Gambar 10 baik pada faktor pH dengan penambahan Koagulan (PAC,10 ppm) dan Flokulan (Polimer, 1 ppm) maupun hanya faktor pH saja, yakni tanpa penambahan Koagulan (PAC) dan Flokulan (Polimer).

Pada grafik kedua gambar tersebut memperlihatkan bahwa semakin ditingkatkan nilai pH cenderung semakin besar jumlah endapan sludge dan sebaliknya nilai turbiditas cenderung semakin turun. Semakin meningkatnya konsentrasi pH berarti jumlah (OH)‐ semakin bertambah besar, sementara afinitas (daya ikat ion) (OH)‐ > koagulan.

Berdasarkan hasil eksperimen tersebut dengan mengingat aspek keamanan, maka diperoleh kondisi optimum pada pH 8, dengan kata lain bahwa perubahan konsentrasi dari pH 5 menjadi pH 8 mampu mempercepat pengendapan sludge dari 2 ml/menit menjadi sekitar 12 ml/menit, peningkatan jumlah endapan sludge dari 12 ml/L menjadi 82 ml/L dan reduksi turbiditas air dari sekitar 42 NTu menjadi 3 NTu. 4.3 Peningkatan durasi waktu scalling

pipa injeksi : Scale merupakan endapan kristal

yang menempel pada dinding pipa atau material lain, seperti diilustrasikan yang terjadi pada alat dapur (panic) ketika dipakai memasak air dapat terbentuk kerak yang menempel di dasar panic. Mekanisme pembentukan kristal‐krital scale dipengaruhi oleh kondisi sistem formasi, terutama pengaruh perubahan (penurunan) suhu dan tekanan yang berpengaruh terhadap sifat nilai kelarutan komponen kristal tersebut. Komponen yang berpengaruh terhadap laju scale diantaranya adalah: batuan reservoir

339



(pasir, karbonat), mineral (Al2O3, SiO2 ), karakteristik fluida (jenis ion, kation, gas) dan kondisi reservoir (pH, suhu dan tekanan).

Berdasarkan karakteristik dari brine water, air formasi masih banyak mengandung partikel‐partikel tersuspensi, dengan besaran partikel yang bervariasi dari partikel besar sampai partikel kecil (halus) hingga berbentuk koloid. Partikel‐partikel besar dapat turun mengendap berupa lumpur. Sedangkan partikel‐partikel koloid yang masih terdapat pada brine water, memerlukan waktu yang cukup lama untuk dapat mengendap, karena brine water mengandung salinitas dengan nilai 4% densitas lebih kecil dari 1 yang akan menahan partikel‐partikel koloid tetap tersuspensi. Partikel‐pertikel koloid yang tersuspensi ini ketika dilakukan re‐injection melalui pipa besi, terjadi pengandapan dan pengerakan pada permukaan bagaian dalam pipa injeksi. Pengendapan ini berlangsung secara terus menerus, dan membentuk lapisan‐lapisan endapan berbentuk kerak yang cukup tebal, sehingga memperkecil diameter dalam pipa dan menurunkan debit re‐injection. Pembentukan kerak pada pipa re‐injection inilah yang disebut terbentuknya scalling pada pipa injeksi. Pembentukan scalling ini perlu dihindari. Pada saat ini penanganan yang dilakukan oleh PT. Geodipa Energi adalah dengan mengidentifikasi bagian pipa yang terbentuk scalling dan memotong bagian pipa yang terbentuk scalling tersebut untuk dibersihkan. Pekerjaan pemotongan pipa yang terbentuk scalling ini rata‐rata setiap 6 (enam) bulan sekali.

Hasil karakterisasai brine water yang berasal dari saluran terbuka adalah sebagai berikut : pH = 6,23; conductovity = 79,3 mS/cm2; turbidity >> 999 NTU dan salinitas = 4%. Setelah dilakukan proses pengendapan dengan cara pengendapan tanpa penambahan bahan aditif, partikel koloid memberikan nilai 42 NTu atau 42

mg /L SiO2. Nilai ini memberikan laju pengendapan sebesar 50% dari diameter pipa 6 inchi selama 6 bulan, hal ini menunjukan bahwa laju pengendapan atau laju pembentukan kerak (scalling) 7,62 cm / 6 bulan. Nilai ini sama dengan 12,7 mm/bulan dari nilai koloid yang dialirkan pada pipa dengan nilai NTu 42. Jika hasil pengolahan brine water dengan metoda pengendapan menggunakan koagulan dan flokulan pada pH 8 menghasilkan nilai 3 NTu, maka laju pengendapan relative lebih lama dan diprediksi laju pengerakan 0,6 mm/bulan. Dengan demikian untuk mencapai 50% dari diameter pipa 6 inch memerlukan waktu selama 63,5 bulan bulan atau selama 5,3 tahun. 4. KESIMPULAN 4.1 Hasil eksperimen (1) menunjukkan bahwa diantara ketiga faktor (konsentrasi koagulan, flokulan dan pH) faktor pH paling berpengaruh secara signifikan baik terhadap peningkatan jumlah sludge dan reduksi turbiditas air. Variasi koagulan dan flokulan pada pH 8 tidak menunjukkan perubahan atau perbedaan jumlah endapan sludge dan reduksi turbiditas air yang berarti.

4.2 Hasil eksperimen (2) menunjukkan bahwa faktor pH berperan secara signifikan, semakin besar nilai pH cenderung semakin besar terhadap peningkatan jumlah endapan sludge dan reduksi turbiditas air. Kondisi optimal dicapai pada pH 8, dengan kata lain bahwa perubahan konsentrasi dari pH 5 menjadi pH 8 mampu mempercepat pengendapan sludge dari 2 ml/menit menjadi sekitar 12 ml/menit, peningkatan jumlah endapan sludge dari 12 ml/L menjadi 82 ml/L dan reduksi turbiditas air dari sekitar 42 NTu turun menjadi 3 NTu.

340



4.3 Durasi waktu scalling dapat ditingkatkan dari 6 bulan sekali menjadi sekitar 5,3 tahun sekali. UCAPAN TERIMAKASIH

Ucapan terima kasih kami sampaikan

kepada Kepala Pusat Penelitian Geoteknologi – LIPI dan Direktur PT. Geodipa Energi atas bantuan fasilitas yang diberikan selama kami melakukan penelitian. Ucapan terima kasih juga kami sampaikan kepada Dr. Ildrem Syafri, Mega Fatimah Rosana, PhD dan Prof. Dr. Ir. Izkandar Zulkarnain, yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan dalam penulisan karya tulis ini. Demikian pula tak lupa kami sampaikan terima kasih yang sebesar‐besarnya kepada Dr. Anggoro Tri Mursito, Ir. Happy Sembiring, Ir. Gurharyanto, Sdr. Atet saepuloh dan Endro Bhakti atas bantuannya selama melakukan penelitian ini. DAFTAR PUSTAKA Boedihardi, M, Suranto, and Sudarman, S,

1991, Evaluation of The Dieng Geothermal Field: Review of Development Strategy, Proceeding Indonesian Petroleum Association, Twentieth Annual Convention, IPA 91‐21.20.

Dunstall, M, Zipfel, H, Brown, K, 2000, The Onset of Silica Scalling Around Circular Cylinders, Proceeding Word Geothermal Conggress, Kyusu‐Tohoku, Japan.

Herman, D,Z, 2009, Tinjauan Kemungkinan Sebaran Unsur Tanah Jjarang (REE) di Lingkungan Panasbumi : Contoh Kasus Lapangan Panasbumi Dieng, Jawa Tengah, Jurnal Geologi Indonesia, Vol 4, No.4, hal: 1‐8

Heath, 2002, Environmental Aspects of Geothermal Energi Resources Utilization, XXXII IAH Congress on Groundwater and Human Development, Mar del Plata, Argentina.

Hirnawan, Febri, 2007, RISET bergulirlah PROSES ILMIAH ... menuju penemuan baru dan orisinal, Unpad Press, Bandung.

Kawamura, S (1991), Integrated Design of Water Treatment Facilities, ISBN 0‐471‐61591‐9, John Wiley & Sons, Inc, New York. p : 63‐ 276.

Kiyota Y and Uchiyama, N, 2011, Silica Scale Prevention Effects of Brine pH Modification at hatchobaru Power Station, Japan, Proceedings International Workshop on Mineral Scalling, Manila, Philipines, p : 47‐50.

Metcalf and Eddy, Inc, 1991, Wastewater Engineering; Treatment, Disposal and Reuse, Third Edition, McGraw‐Hill, Inc, ISBN: 0‐07041690‐7, Singapore.

PT.Geodipa Energi, 2009, Rencana Pengelolaan Lingkungan dan Rencana Pemantauan Lingkungan (RKL‐RPL) Triwulan II, Laporan Pelaksanaan, Dieng, Jawa Tengah.

Sudjana, 1980, Disain dan Analisis Eksperimen, Penerbit TARSITO, Bandung.

Supardi, 2013, Aplikasi Statistika dalam Penelitian: Konsep Statitiska yang Lebih Komprehensif, ISBN 978‐602‐17815‐5‐5, Change Publication, Jakarta.

Spiegel M, R, 1976, Schaum’s Outline of Theory and Problems of Probability and Statistics, Schaum’s Outline Series, McGraws Hill International Book Company, Asian Student Edition, ISBN 0‐07‐99030‐1, Singapore.

341



Gambar 1. Tahapan pengendapan Sludge, (a.

Separator, b. AFT, c. Open channel, d. Pond)

Gambar 2. Pengkerakan silika pada pipa

injeksi 8 inci (tebal kerak 4 inci)

Gambar 3. Mekanisme pengikatan koloid oleh koagulan dan flokulan

A. Partikel koloid selalu

bermuatan listrik

B. Partikel koloid terikat

dengan koagulan C. Inti flok terikat dengan

flokulan

A B

D C

342



Gambar 4. Bagan alir metode penelitian

Gambar 5. Peralatan pendukung eksperimen

DAMPAK

A.pHmete

r

B.Turbidimeter C.Jartester

343



Gambar 6. Pola analisis 3 jalur, menunjukkan hubungan antar variabel

eksperimen pada desain faktorial 23

Keterangan : Variabel Independen (Konsentrasi Koagulan / Konsentrasi Flokulan / Konsentrasi pH)

Variabel Dependen : Y1 : Jumlah endapan sludge, ml/L, Reduksi turbiditas air, NTu)

Gambar 7. Pola jalur analisis satu (1) jalur, desain faktorial 1 (satu) faktor 5 (lima)

kelompok dengan 6 (enam) replikasi

A.Proses Pengadukan, B. Penyiapan gelas silinder, C. Pengendapan tabung inhov, D. Pengukuran turbiditas

Gambar 8. Tahapan pelaksanaan kegiatan eksperimen

Gambar 9. Grafik pengaruh koagulan dan flokulan terhadap jumlah

endapan sludge dan turbiditas air pada pH 8.

X (A,B,C,D,E)

Y1 , Y

2

A B

C D

344



Gambar 10. Grafik pengaruh pH terhadap peningkatan jumlah sludge

dan reduksi turbiditas air

Tabel 1. Desain faktorial 23 ( 2 level dari 3 faktor) dengan 6 (enam) replikasi

DESAIN

FAKTORIAL 23

(2 LEVEL DARI

3 FAKTOR)

Faktor Konsentrasi Koagulan (A), ppm

A.1 (1 ppm) A.2 (10 ppm)

Faktor Konsentrasi

Flokulan (B), ppm

Faktor Konsentrasi Flokulan

(B), ppm

B.1 (0,01

ppm)

B.2 (0,1

ppm)

B.1 (0,01

ppm)

B.2 (0,1

ppm)

Faktor

pH (C)

C.1

(pH 5) Y1,Y2

(A1,B1,C1)

(6 replikasi)

Y1,Y2

(A1,B2,C1)

(6 replikasi)

Y1,Y2

(A2,B1,C1) (6

replikasi)

Y1,Y2

(A2,B2,C1) (6

replikasi)

C.2

(pH 9)

Y1,Y2

(A1,B1,C2) (6 replikasi)

Y1,Y2


Y1,Y2


Y1,Y2


Tabel 2. Desain faktorial satu (1) faktor, 5 (lima) kelompok dengan

6 (enam) replikasi

DESAIN

FAKTORIAL SATU

FAKTOR

Faktor Koagulan/ Faktor Flokulan/ Faktor pH (X)

X A (Koagulan: 1)

(Flokulan:0,1)

(pH.5)

X B

(Koagulan:2,5)

(Flokulan:0,25)

(pH.6)

X C

(Koagulan:5)

(Flokulan:0,5)

(pH.7)

X D

(Koagulan:7,5)

(Flokulan:0,75)

(pH.8)

X E

(Koagulan:10)

(Flokulan: 1,0)

(pH.9)

Jumlah Sludge (ml/L) Y1.A

(6 Replikasi)

Y1.B

(6 Replikasi)

Y1.C

(6 Replikasi)

Y1.D

(6 Replikasi)

Y1.E

(6 Replikasi)

Reduksi Turbiditas Air

(NTu)

Y2.A

(6 Replikasi)

Y2.B

(6 Replikasi)

Y2.C

(6 Replikasi)

Y2.D

(6 Replikasi)

Y2.E

(6 Replikasi)

Tabel 3. Data hasil eksperimen (1) peningkatan jumlah endapan sludge

Faktor C

(pH)

Faktor A (Koagulan) / B (Flokulan)

A.1 (Koagulan, 1 ppm) A.2 (Koagulan, 10 ppm)

B.1(Flok, 0,01ppm) B.2 (Flok, 0,1 ppm) B.1(Flok, 0,01ppm) B.2 (Flok, 0, 1 ppm)

C1(pH 5)

18 48 46 19

18 40 40 18

18 37 38 17

17 35 37 17

17 34 37 16

17 34 37 16

C2 (pH 9)

155 120 140 110

120 98 120 96

120 95 100 93

345



Tabel 4. Data hasil eksperimen (1) untuk reduksi turbiditas air

Faktor C (pH)

Faktor A (Koagulan) / B (Flokulan)

A1 (Koagulan, 1 ppm) A2 (Koagulan, 10 ppm)

B.1(Flok,

0,01ppm)

B.2 (Flok, 0, 1

ppm)

B.1(Flok,

0,01ppm)

B.2 (Flok, 0, 1 ppm)

C1(pH 5)

40 40 25 47

39 39 23 47

38 38 21 46

37 37 18 46

36 36 16 45

35 35 15 45

C2 (pH 9)

9 9 6 6

8 8 6 6

7 7 5 5

6 6 5 5

5 5 4 4

4 4 4 4

Tabel 5. Hasil analisis varian dua arah terhadap kecepatan pengendapan sludge

Sumber Variansi db JK RJK Fh Ft

0,05 0,01

Antar Kategori A 1 102,09 102,09 0,48 2,45 3,51

Antar Kategori B 1 1.752,09 1.752,09 8,20 2,45 3,51

Antar Kategori C 1 59.220,75 59.220,75 277,26 2,45 3,51

Interaksi AB 1 1.082,99 1.082,99 5,07 2,45 3,51

Interaksi AC 1 133.33 133.33 0,62 2,45 3,51

Interaksi BC 1 1.541,33 1.541,33 7,22 2,45 3,51

Interaksi ABC 1 1.656,76 1.656,76 7,76 2,45 3,51

Seluruh Sel/Kelp 7 8.543,52 213,59 - - -

Dalam Kelompok 40 265.050,00 - - - -

Total Direduksi 41 74.033,67 - - - -

Tabel 6. Hasil analisis varian dua arah terhadap turbiditas air

Sumber Variansi db JK RJK Fh Ft

0,05 0,01

Antar Kategori A 1 114,17 114,17 28,33 2,45 3,51

Antar Kategori B 1 520 520 129,03 2,45 3,51

Antar Kategori C 1 10.384,17 10.384,17 2.576,68 2,45 3,51

Interaksi AB 1 520,16 520,16 129,07 2,45 3,51

Interaksi AC 1 29,66 29,66 7,36 2,45 3,51

Interaksi BC 1 129,07 129,07 129,07 2,45 3,51

Interaksi ABC 1 129,07 129,07 129,07 2,45 3,51

Seluruh Sel/Kelp 7 12.088,67 1.726,95 - - -

Dalam Kelompok 40 161,33 4,03 - - -

100 78 98 76

96 72 90 68

94 68 86 64

346



Total Direduksi 41 12.769,92 - - - -

Tabel 7. Data hasil eksperimen (2) satu faktor, 5 kelompok dengan 6 replikasi

OPTIMALISASI

PENGENDAPAN SLUDGE

FAKTOR pH

A (pH 5) B (pH 6) C (pH 7) D (pH 8) E (pH 9)

JUMLAH SLUDGE (ml/L)

8 12 42 72 150

11 23 38 59 105

12 24 36 54 98

12 24 36 52 88

12 23 36 50 84

12 23 36 50 82

REDUKSI TURBIDITAS

AIR (NTu)

92 74 68 28 8

38 32 27 15 8

42 24 25 13 4

42 32 25 9 3

42 32 24 8 3

42 32 18 8 3

Tabel 8. Hasil analisis varian satu jalur untuk peningkatan jumlah endapan sludge

Sumber Varians db JK RJK F hitung F tabel

(0,05)

F tabel

(0,01)

Kelompok (A) 4 30.204.05 7.293,06 50.29 2,60 3,86

Dalam (D) 25 3.753,42 150,14 - - -

Total (TR) 29 33.957,47 - - - -

Tabel 9. Hasil analisis varian satu jalur untuk reduksi turbiditas air

Sumber Varians db JK RJK F hitung F tabel

(0,05) F tabel

(0,01)

Kelompok (A) 5 7.907,14 1.976.79 8,52 2,60 3,86

Dalam (D) 25 5.797,93 231,92 - - -

Total (TR) 29 13.704,97 - - - -

347

Documents

TEKNOLOGI REKAYASA UNTUK PENINGKATAN DURASI WAKTU … · konsentrasi pH berpengaruh secara signifikan terhadap peningkatan jumlah sludge dan reduksi turbiditas air. Perubahan konsentrasi