Nama: Satriya Baskara PutraNIM: 12/333579/TK/39927

TUGAS PAAL 1

Jawab :

1. a) Pengolahan air pada prinsipnya adalah proses pengambilan kontaminan dari air baku (raw water), dan tujuan dari pengolahan tersebut adalah memproduksi air yang sesuai dengan peruntukannya. Perancangan proses pengolahan raw water yang ditujukan untuk menghasilkan air yang akan dikonsumsi manusia (misal: untuk air minum), berbeda dengan proses pengolahan air yang dirancang untuk berbagai kebutuhan tertentu dalam industri karena masing-masing jenis raw water dan air hasil olahannya mempunyai spesifikasi yang berbeda-beda, semisal untuk overall treatment air laut dan air sungai mempunyai perbedaan yang fundamental. Untuk air laut pada pengolahan awalnya diperlukan evaporator guna mengurangi kadar garam yang terlarut di dalam air, sedangkan air sungai tidak memerlukan dalam prosesnya.

Karakteristik raw water merupakan sifat yang dimiliki oleh air baku yang menunjukkan ciri khas antar air baku yang ditunjukkan melalui beberapa parameter standar sesuai dengan peruntukkan air tersebut, seperti pH, Total Suspended Solids (TSS), Total Dissolves Solids (TDS), Kesadahan, dan Alkalinitas.pHKata pH adalah singkatan dari "pondus Hydrogenium". Hal ini secara harfiah berarti berat hidrogen. pH adalah indikasi untuk jumlah ion hidrogen di air yang terdiri dari ion hidrogen (H +)dan ion hidroksida (OH-). pH tidak memiliki unit, melainkan hanya dinyatakan sebagai sebuah nomor. Ketika sebuah larutan yang netral, jumlah ion hidrogen sama dengan jumlah ionhidroksida. Ketika jumlah ion hidrogen yang lebih tinggi, larutannya adalah asam. Ketika jumlah ion hidroksida lebih tinggi, Larutannya adalah basa.Harga pH pada air umpan boiler dan air pendingin penting untuk diperhatikan untuk mencegah terjadinya korosi. Terdapat hubungan antara pH dan laju terjadinya korosi pada bahan konstruksi dari logam mild steel yang menunjukan adanya kecenderubgan menurunnya korosi dengan naiknyaharga pH. Namun pada bahan konstruksi dari logam Cu terjadi sebaliknya, yaitu kecenderungan laju korosi menaik dengan menaiknya harga pH di atas pH 9. Berkaitan dengan pH adalah asiditas (keasaman), merupakan ukuran yang menentukan jumlah basa kuat yang diperlukan untuk mengganti kation di dalam air. Asiditas disebabkan olehkehadiran ion H+

yang terdesosiasi dari anion kuatnya. Dalam air bersih, asiditas disebabkan oleh kehadiran CO 2

bebas terlarut dan sebagian asam-asam organik. Nilai pH air dalam kondisi ini biasanya lebih besar dari 4,5. Dalam air tercemar, kehadiran asam kuat akan menyebabkan pH air bisa lebih kecil dari 4,5. Dalam kondisi ini, dikatakan air mengandung asam mineral bebas. pH merupakan indikasi untuk keasaman suatu zat. Hal ini ditentukan oleh jumlah ion hidrogen bebas (H+) dalam suatu zat. Keasaman adalah salah satu hal yang paling penting dari sifat-sifat air. Air adalah pelarut untuk hampir semua ion. pH berfungsi sebagai indikator yang membandingkan beberapa ion yang paling larut dalam air. Hasil pengukuran pH ditentukan olehpertimbangan antara jumlah ion H + dan jumlah ion hidroksida (OH-).Larutan akan memiliki pH sekitar 7, ketika jumlah ion H+ sama dengan jumlah OH- ion, sehingga air bersifat netral.Total Suspended Solids (TSS)TSS merupakan parameter kualitas air yang dapat diamati secara langsung. TSS menunjukkan ukuran kekeruhan suatu air dan merupakan hal pertama yang langsung terlihat ketika air tersebut akan dipergunakan. Dalam jumlah yang cukup besar, adanya suspended solid dalam air dapat

menyebabkan air tampak seperti susu atau keruh karena efek terpendarnya cahaya oleh partikel-partikel kecil dalam air. Untuk mengukur besarnya kandungan suspended solid dalam air dapat dilakukan secara mudah dengan menyaring 1 liter air tersebut dengan kertas saring dan kemudian menimbang padatan yang tertahan dalam kertas saring tersebut setelah dilakukan pengeringan. Harga TSS air tersebut biasanya dinyatakan dalam mg padatan per liter air (ppm).Total Dissolved Solids (TDS) TDS adalah jumlah total ion-ion terlarut termasuk di dalamnya adalah mineral, garam atau logam terlarut dalam sejumlah volum air tertentu, yang dinyatakan dalam mg per satuan volum air (mg/L) atau ppm. TDS adalah jumlah total semua material terlarut dalam sejumlah badan air tertentu. Segala sesuatu di dalam air kecuali air itu sendiri dan suspended solid adalah TDS. Termasuk di dalamnya adalah kesadahan, alkalinitas, khlorida, bromida, sulfat, silikat, dan semua mineral, logam, kation dan anion yang terlarut dalam air. Tingkat konsentrasi maksimum TDS menurut EPA adalah 500 mg/L.KesadahanKesadahan (hardness) disebabkan adanya kandungan ion-ion logam bervalensi banyak (terutama ion-ion bervalensi dua, seperti Ca, Mg, Fe, Mn, Sr). Kation-kation logam ini dapat bereaksi dengan sabun membentuk endapan maupun dengan anion-anion yang terdapat di dalam air membentuk endapan/karat pada peralatan logam. Kation-kation utama penyebab kesadahan di dalam air antara lain Ca2+, Mg2+, Sr2+, Fe2+, dan Mn2+. Anion-anion utama penyebab kesadahan di dalam air antara lain HCO3

-, SO42-, Cl-, NO3 -, dan SiO3

2-. Air sadah merupakan air yang dibutuhkan oleh sabun untuk membusakan dalam jumlah tertentu dan juga dapat menimbulkan kerak pada pipa air panas, pemanas, ketel uap, dan alat-alat lain yang menyebabkan temperatur air naik.Kesadahan air berkaitan erat dengan kemampuan air membentuk busa. Semakin besar kesadahan air, semakin sulit bagi sabun untuk membentuk busa karena terjadi presipitasi. Busa tidak akan terbentuk sebelum semua kation pembentuk kesadahan mengendap. Pada kondisi ini, air mengalami pelunakan atau penurunan kesadahan yang disebabkan oleh sabun. Endapan yang terbentuk dapat menyebabkan pewarnaan pada bahan yang dicuci. Pada perairan sadah (hard), kandungan kalsium, magnesium, karbonat, dan sulfat biasanya tinggi (Brown, 1987 dalam Effendi, 2003). Jika dipanaskan, perairan sadah akan membentuk deposit (kerak). Untuk air proses, adanya kesadahan akan mengganggu kinerja air ketika air tersebut dipakai sebagai pelarut atau reagen.AlkalinitasAlkalinitas adalah kapasitas air untuk menetralkan tambahan asam tanpa menurunkan pH larutan atau dikenal dengan sebutan acid-neutralizing capacity (ANC) atau kuantitas anion di dalam air yang dapat menetralkan kation hidrogen. Alkalinitas merupakan hasil reaksi terpisah dalam larutan dan merupakan analisa makro yang menggabungkan beberapa reaksi. Alkalinitas merupakan kemampuan air untuk mengikat ion positif hingga mencapai pH 4,5.Alkalinitas dalam air disebabkan oleh ion-ion karbonat (CO3

2-), bikarbonat (HCO3-), hidroksida (OH-),

borat (BO32-), fosfat (PO4

3-), silikat (SiO44-), ammonia, asam organik, garam yang terbentuk dari asam organik yang resisten terhadap oksidasi biologis. Dalam air alami, alkalinitas sebagian besar disebabkan adanya bikarbonat, karbonat, dan hidroksida. Pada keadaan tertentu, keberadaan ganggang dan lumut dalam air menyebabkan turunnya kadar CO2 dan HCO3

- sehingga kadar CO3

2- dan OH- naik dan pH larutan menjadi naik.

Kalsium karbonat merupakan senyawa yang memberi kontribusi terbesar terhadap nilai alkalinitas dan kesadahan di perairan tawar. Senyawa ini terdapat di dalam tanah dalam jumlah yang berlimpah sehingga kadarnya di perairan tawar cukup tinggi. Kelarutan kalsium karbonat menurun dengan meningkatnya suhu dan meningkat dengan keberadaan karbondioksida. Kalsium karbonat bereaksi dengan karbondioksida membentuk kalsium bikarbonat [Ca(HCO3)2] yang memiliki daya larut lebih tinggi dibandingkan dengan kalsium karbonat (CaCO3) (Cole, 1983 dalam Effendi 2003).Tingginya kadar bikarbonat di perairan disebabkan oleh ionisasi asam karbonat, terutama pada perairan yang banyak mengandung karbondioksida (kadar CO2 mengalami saturasi/jenuh). Reaksi pembentukan bikarbonat dari karbonat adalah reaksi setimbang dan mengharuskan keberadaan karbondioksida untuk mempertahankan bikarbonat dalam bentuk larutan. Jika kadar karbondioksida bertambah atau berkurang, maka akan terjadi perubahan kadar ion bikarbonat.Alkalinitas ditetapkan melalui titrasi asam basa. Asam kuat seperti asam sulfat dan asam klorida dapat menetralkan zat-zat alkaliniti yang bersifat basa sampai titk akhir titrasi (titik ekivalensi) kira-kira pada pH 8,3 dan 4,5. Titik akhir ini dapat ditentukan oleh jenis indikator yang dipilih dan perubahan nilai pH pada pHmeter waktu titrasi asam basa.

b) Kekeruhan dinyatakan dalam satuan turbiditas, yang setara dengan 1mg/liter SiO2. Kekeruhan dipengaruhi oleh:1. Benda-benda halus yang disuspensikan seperti lumpur dan sebagainya.2. Adanya jasad-jasad renik (plankton) dan3. Warna AirPeralatan yang pertama kali digunakan untuk mengukur turbiditas atau kekeruhan adalah Jackson Candler Turbidimeter, yang dikalibrasi dengan menggunakan silika. Kemudian, Jackson Candler Turbidimeter dijadikan sebagai alat baku atau standar bagi pengukuran kekeruhan. Satu Unit turbiditas Jackson Candler Turbidimeter dinyatakan dengan satuan 1 JTU. Pengukuran kekeruhan dengan menggunakan Jackson Candler Turbidimeter bersifat visual, yaitu membandingkan air sampel dengan standar.Selain dengan menggunakan Jackson Candler Turbidimeter, kekeruhan sering diukur dengan metode Nephelometric. Pada metode ini, sumbercahaya dilewatkan pada sampel dan intensitas cahaya yang dipantulkan oleh bahan-bahan penyebab kekeruhan diukur dengan menggunakan suspensi polimer formazin sebagai larutan standar. Satuan kekeruhan yang diukur dengan menggunakan metode Nephelometric adalah NTU (Nephelometric Tubidity Unit). Satuan JTU dan NTU sebenarnya tidak dapat saling mengkonversi, akan tetapi Sawyer dan MC Carty (1978) mengemukakan bahwa 40 NTU setara dengan 40 JTU.Menurut Lloyd (1985) peningkatan nilai turbiditas pada perairan dangkal dan jernih sebesar 25 NTU dapat mengurangi 13%-50% produktivitas primer. Peningkatan turbiditas sebesar 5 NTU di danau dan sungai dapat mengurangi produktivitas primer berturut-turut sebesar 75% dan 3%-13%.Padatan tersuspensi berkorelasi positif dengan kekeruhan. Semakin tinggi nilai padatan tersuspensi, nilai kekeruhan juga semakin tinggi, tetapi tidak berarti memiliki kekeruhan yang tinggi.Kekeruhan pada air yang tergenang (lentik), misalnya danau, lebih banyak disebabkan oleh bahan tersuspensi yang berupa koloid dan partikel-partikel halus. Sedangkan kekeruhan pada sungai yang sedang banjir lebih banyak disebabkan oleh bahan-bahan tersuspensi yang berukuran lebih besar, yang berupa lapisan permukaan tanah yang terbawa oleh aliran air pada saat hujan. Kekeruhan yang

tinggi dapat mengakibatkan terganggunya sistem osmoregulasi, misalnya, pernafasan dan daya lihat organism akuatik, serta dapat menghambat penetrasi cahaya kedalaman air. Tingginya nilai kekeruhan juga dapat mempersulit usaha penyaringan dan mengurangi efektivitas desinfeksi pada proses penjernihan air (Effendi,2003). Bahan-bahan yang menyebabkan kekeruhan ini meliputi: tanah liat, lumpur, bahan-bahan organik yang tersebar secara baik dan partikel-partikel kecil yang tersuspensi lainnya. Nilai yang menunjukkan kekeruhan didasarkan pada bahan-bahan tersuspensi pada jalannya sinar melalui sampel. Nilai ini tidak secara langsung menunjukkan banyaknya bahan tersuspensi, tetapi ia menunjukkan kemungkinan penerimaan konsumen terhadap air tersebut. Kekeruhan tidak merupakan sifat dari air yang membahayakan, tetapi ia menjadi tidak disenangi karena rupanya. Untuk membuat air memuaskan untuk penggunaan rumah tangga, usaha penghilangan secara hampir sempurna bahan-bahan yang menyebabkan kekeruhan adalah penting. Standar yang ditetapkan oleh U.S. Public health Service mengenai kekeruhan ini adalah batas maksimal 10 ppm dengan skala silikat, tetapi dalam angka praktik angka standar ini umumnya tidak memuaskan. Kebanyakan industri pengolahan air yang modern menghasilkan air dengan kekeruhan 1 ppm atau kurang. Menurut Clair N Sawyer dkk. Kekeruhan pada air merupakan satu hal yang harus dipertimbangkan dalam penyediaan air bagi umum, mengingat bahwa kekeruhan tersebut akan mengurangi segi estetika, menyulitkan dalam usaha penyaringan dan akan mengurangi efektivitas usaha desinfeksi. (Sutrisno, 2006).

c) Kesadahan (hardness) disebabkan adanya kandungan ion-ion logam bervalensi banyak (terutama ion-ion bervalensi dua, seperti Ca, Mg, Fe, Mn, Sr). Kation-kation logam ini dapat bereaksi dengan sabun membentuk endapan maupun dengan anion-anion yang terdapat di dalam air membentuk endapan/karat pada peralatan logam. Kation-kation utama penyebab kesadahan di dalam air antara lain Ca2+, Mg2+, Sr2+, Fe2+, dan Mn2+. Anion-anion utama penyebab kesadahan di dalam air antara lain HCO3

-, SO42-, Cl-, NO3 -, dan SiO3

2-. Air sadah merupakan air yang dibutuhkan oleh sabun untuk membusakan dalam jumlah tertentu dan juga dapat menimbulkan kerak pada pipa air panas, pemanas, ketel uap, dan alat-alat lain yang menyebabkan temperatur air naik.

Kesadahan air berkaitan erat dengan kemampuan air membentuk busa. Semakin besar kesadahan air, semakin sulit bagi sabun untuk membentuk busa karena terjadi presipitasi. Busa tidak akan terbentuk sebelum semua kation pembentuk kesadahan mengendap. Pada kondisi ini, air mengalami pelunakan atau penurunan kesadahan yang disebabkan oleh sabun. Endapan yang terbentuk dapat menyebabkan pewarnaan pada bahan yang dicuci. Pada perairan sadah (hard), kandungan kalsium, magnesium, karbonat, dan sulfat biasanya tinggi (Brown, 1987 dalam Effendi, 2003). Jika dipanaskan, perairan sadah akan membentuk deposit (kerak).

Kesadahan pada awalnya ditentukan dengan titrasi menggunakan sabun standar yang dapat bereaksi dengan ion penyusun kesadahan. Dalam perkembangannya, kesadahan ditentukan dengan titrasi menggunakan EDTA (Ethylene Diamine Tetra Acetic Acid) atau senyawa lain yang dapat bereaksi dengan kalsium dan magnesium.

d) Fungsi dan Prinsip Kerja Clarifier Clarifier berfungsi untuk memisahkan sejumlah kecil partikel-partikel halus yang menghasilkan

liquid yang jernih yang bebas partikel-partikel solid atau suspensi. Teknologi pemisahan liquid-solid umumnya dipakai pada proses pengolahan air bersih pada berbagai industri antara lain pada

pengolahan air minum PDAM dan pengolahan air baku untuk Demin Plant maupun Cooling Water System.

Di dalam Clarifier terjadi proses yang kita sebut dengan proses klarifikasi yang mana proses ini berfungsi menghilangkan suspended solid. Suspended solid merupakan bagian dari kotoran (impurities) yang menyebabkan air menjadi keruh. Secara umum klarifikasi dapat diartikan sebagai proses penghilangan suspended solid melalui mekanisme koagulasi, flokulasi, dan sedimentasi.

Air yang mengandung bahan kimia serta floc mengalir ke Clarifier melalui pipa vertical ditengah clarifier, untuk dipisahkan floc-flocnya dengan cara pengendapan gravitasi. Clarifier pada umumnya berbentuk tanki silinder dari beton dengan diameter 26 meter dan tinggi 3,65 meter.

Selama clarification, dihilangkan juga water hardness, yaitu garam-garam calcium dan magnesium yang larut dalam air, dengan jalan mereaksikannya dengan zat-zat kimia yang akan mengendapkan hardness tersebut. Garam Ca dan Mg dalam bentuk bikarbonat akan lebih mudah larut.

Untuk pengendapan yang efesien, perlu pengadukan sehingga zat pengendap akan terbagi dalam air sebelum pengendapan untuk membentuk gumpalan yang lebih besar, hal ini dapat dicapai dengan pengadukan lambat. Jika dosis pengendapan terlalu tinggi, lapisan lumpur akan naik sampai batas yang telah ditentukan dan terbawa arus keluar. Untuk mengetahui kualitas air, clarifier dilakukan kontrol di outlet clarifier dengan parameter pH, Cl2 (1,5 – 4,0 ppm) dan turbidity maksimum 5 ppm. Air yang bersih dipisahkan melalui overlow di bibir clarifier dan endapan yang terbentuk dibuang melalui bagian bawah clarifier.

Disinilah akan kita lihat fungsi baffle seperti pada gambar-gambar diatas, dimana oleh karena

suatu industri ingin suatu proses yang efisien baik dari segi pekerja maupun segi waktu, maka dicari solusi agar proses pengendapan suspended solid dapat berjalan lebih cepat.

Clarifier dilengkapi dengan alat pengaduk (mixer) yang mana sangat membantu sekali dalam proses pencampuran yang berlangsung dengan homogen. Mixer ini bekerja dengan prinsip dasar dari proses Agitasi. Proses agitasi ini merupakan dasar dalam pengadukkan air yang mana dengan adanya baffle hasil dari proses agitasi ini dapat mengurangi terjadinya vorteks.

Didalam clarifier akan terjadi tiga proses yaitu :1. Koagulasi

Adalah suatu mekanisme penetralan dimana partikel-partikel koloid yang bermuatan dinetralkan muatannya, setalah penetralan maka partikel akan saling mendekat satu sama lain sehingga membentuk floc yang kecil melalui suatu proses penambahan koagulan yaitu antara lain:a. Alum-aluminum sulfate-Al2(SO4)3

b. Ferric sulfate-Fe2(SO4)3

c. Ferric chloride-FeCl3

d. Sodium aluminate-Na2AI204

Tujuannya adalah untuk mengikat atau mengumpulkan kotoran-kotoran yang tidak bisa disaring melalui filter biasa.

Metode pembubuhan aluminium sulfat yang paling umum adalah dalam bentuk larutan. Larutan aluminium sulfat dibuat dalam sebuah tangki dengan kapasitas yang cukup untuk pembubuhan koagulan. Untuk itu diperlukan dua tangki berpengaduk, dimana yang satu beroperasi sementara larutan disiapkan pada tangki lainnya. Pembubuhan koagulan ini dilakukan pada unit koagulasi.2. Flokulasi

Adalah suatu mekanisme dimana floc kecil tersebut akan dilalui suatu media flokulan (Polyelektrolit) digabungkan menjadi floc yang lebih besar sehingga massa bertambah agar dapat mengendap. Flok-flok yang semakin membesar itu akan mengendap sejalan dengan pertambahan luas permukaan aliran, sehingga waktu pengaliran akan lebih lama dan reaksi yang terjadi akan semakin sempurna. Sedangkan perluasan permukaan aliran akan dilakukan dengan penambahan sekat-sekat pada bak flokulasi. Sehingga butiran-butiran yang sudah terbentuk akan saling bertumbukan dan akan menghasilkan flok-flok yang semakin membesar, ini dikarenakan flok-flok tadi akan saling melekat antara satu dengan yang lainnya.3. Sedimentasi

Adalah suatu mekanisme dimana floc yang sudah cukup besar tersebut akan mengendap dan turun ke permukaan air karena gaya gravitasi bumi.

e) Sand filter digunakan untuk menjernihkan air. Aplikasi sand filter yaitu pada penjernihan air digunakan untuk penyaringan secara fisik yaitu untuk memisahkan padatan yang kasar, padatan yang terapung, dan memisahkan minyak dan lemak. Penyaring pasir (sand filter) ada tangki terbuka dan tangki tertutup itu merupakan klasifikasi berdasarkan bentuk bangunan alatnya. Pada sand filter dengan bentuk terbuka digunakan untuk penyaringan dengan gaya gravitasi, jadi tekanan yang digunakan sama dengan tekanan atmosfir. Sedangkan sand filter dengan bentuk tertutup digunakan untuk penyaringan dengan tekanan, lebih sering digunakan dalam industri dibandingkan yang terbuka karena kecepatan aliran filtrasi lebih besar (untuk luas bed yang sama) antara areal yang digunakan lebih kecil (Subyakto,1997). Tekanan ini dihasilkan oleh pompa untuk meningkatkan laju penyaringan sehingga menyebabkan laju alir lebih tinggi dan lapisan penyaring material lebih tinggi, membuat usia pemakaian penyaring lebih panjang.

Pencucian dilakukan dengan cara memberikan aliran balik pada media (backwash) dengan tujuan untuk mengurai media dan mengangkat kotoran yang menyumbat pori-pori media filter. Aliran air dari manifold, ke lateral, keluar orifice, naik ke media hingga media terangkat, dan air dibuang melewati gutter yang terletak di atas media.

Gambar 3. Bagian-bagian Sand Filter

Gambar 4. Aliran Air Pada Saat Filter Beroperasi

Gambar 5. Aliran Air Pada Saat Filter Beroperasi

f) Fungsi dan Prinsip Kerja DeaeratorDeaerator berfungsi untuk menyerap atau menghilangkan gas – gas yang terkandung pada air

pengisi Boiler, terutama gas O2, karena gas ini akan menimbulkan korosi. Gas – gas lain yang cukup berbahya adalah karbon dioksida (CO2). Gas O2 dan CO2 akan bereaksi dengan meterial Boiler dan menimbulkan korosi yang sangat merugikan. Deaerator adalah suatu komponen dalam Sistem Tenaga Uap yang berfungsi untuk menghilangkan oksigen atau gas-gas terlarut lainnya pada feed

water sebelum masuk kedalam Boiler. Berfungsi juga sebagai tempat penyimpanan air yang menyuplai air ke dalam boiler. Oksigen dan gas-gas terlarut lain dalam feedwater perlu dihilangkan karena dapat menyebabkan korosi pada pipa logam dan peralatan logam lainnya dengan membentuk senyawa oksida (karat). Air apabila bereaksi dengan karbon dioksida terlarut juga akan membentuk senyawa asam karbonat yang dapat menyebabkan korosi lebih lanjut. Fungsi deaerator disini adalah untuk mengurangi kadar oksigen, biasanya kadar oksigen dikurangi sampai memiliki kadar lebih kecil samadengan 7 ppb (o,ooo5 cm3/L).

Prinsip kerjanya menggunakan steam yang dialirkan secara counter current untuk menstrip dissolved gas pada BFW, salah satu impurities pada BFW yang tidak diinginkan adalah O2. Untuk mengikat O2 terlarut dalam boiler feed water agar tidak menimbulakan korosi di boiler, maka harus diinjeksikan Hydrazine (N2H4) atau senyawa lain yang berfungsi sebagai oxygen scavanger (senyawa sulfite, DEHA, Hydroquinone) di deaerator. Reaksi hydrazine dengan oksigen adalah sebagai berikut : O2 + N2H4 -> 2H2O + N2

N2 adalah gas yang tidak berbahaya dan akan menguap keluar dari deaerator. Internal deareator sendiri terdiri dari dua compartement (seksi) atau bagian, yaitu heating section dan aeration steam.

Gambar 6. Deaerator Tipe Tray

Terdiri dari bagian domed deaeration yang dipasang diatas silinder vessel horizontal yang berfungsi sebagai tangki penyimpanan air dari boiler. Prinsip kerjanya adalah, feedwater boiler masuk melalui bagian deaeraetor yang berlubang. Air mengalir dari atas dan mengalir kebawah melaului lubang-lubang tersebut. Uap deaerasi bertekanan rendah masuk dibawah tray dan mengalir ke atas melalui pipa-pipa berlubang. Hal ini dilakukan untuk mencampur uap dan feedwater. Uap tersebut melarutkan oksigen dan gas-gas terlarut lainnya dalam feedwater. Uap yang mengalir tersebut kemudian keluar melalui lubang di bagian atas kubah. Saluran ventilasi biasanya terdiri dari katup yang membuat hanya uap yang bisa keluar. Feedwater yang telah dideaerasi mengalir kedalam tangki penyimpanan horisontal yang kemudian dipompakan ke boiler.

Uap pemanasan bertekanan rendah yang memasuki horizontal vessel di bagian bawahnya melalui pipa sparger ditujukan untuk menjaga feedwater tetap hangat. Isolasi eksternal pada vessel tersebut biasanya dimaksudkan agar meminimalkan kehilangan panas.

g) Fungsi dan Prinsip Kerja Reverse OsmosisUntuk memahami proses reverse osmosis, sebaiknya kita mengkaji terlebih dahulu proses

osmosis. Proses osmosis dapat dijelaskan dengan menggunakan ilustrasi di bawah ini.

Gambar 7. Proses Osmosis dan Reverse Osmosis (RO)

Terdapat dua jenis larutan yang berbeda diletakkan secara berdampingan dan diantara kedua jenis larutan itu diletakan membrane semi permeable sebagai pembatas. Pada wadah sebelah kiri disebut concentrated solution, yaitu larutan dengan kadar garam tinggi. Sedangkan pada wadah sebelah kanan disebut dilute solution, yaitu larutan dengan kadar garam rendah. Fungsi membrane semi permeable diletakkan ditengah kedua larutan tersebut untuk mencegah terjadinya percampuran diantara kedua larutan tersebut. Membrane semi permeable adalah membrane yang bisa dilewati oleh molekul air tetapi tidak bisa dilewati molekul garam. Proses osmosis adalah proses mengalirnya molekul air dari larutan berkadar garam rendah (dilute solution) menuju ke larutan berkadar garam tinggi (concentrated solution). Proses osmosis merupakan proses alamiah yang terjadi sebagai upaya untuk menyeimbangkan konsentrasi garam pada kedua sisi. Proses osmosis ini akan menyebabkan ketinggian permukaan air pada concentrated solution akan menjadi lebih tinggi daripada permukaan pada dilute solution. Secara alamiah air akan memberikan tekanan dari permukaan air yang lebih tinggi ( concentrated solution ) menuju ke permukaan air yang lebih rendah ( dilute solution ). Tekanan yang terjadi inilah biasa kita disebut sebagai osmotic pressure. Pada ketinggian air tertentu di concentrated solution), besarnya osmotic pressure ini akan menyebabkan proses osmosis berhenti.

Proses reverse osmosis pada prinsipnya adalah kebalikan proses osmosis. Dengan memberikan tekanan larutan dengan kadar garam tinggi (concentrated solution) supaya terjadi aliran molekul air yang menuju larutan dengan kadar garam rendah ( dilute solution ). Pada proses ini molekul garam

tidak dapat menembus membrane semipermeable, sehingga yang terjadi hanyalah aliran molekul air saja. Melalui proses ini, kita akan mendapatkan air murni yang dihasilkan dari larutan berkadar garam tinggi. Inilah prinsip dasar reverse osmosis.

Berdasarkan penjelasan sederhana diatas, dalam proses reverse osmosis minimal selalu membutuhkan dua komponen yaitu adanya tekanan tinggi ( high pressure ) dan membrane semi permeable. Itulah alasan kenapa pada mesin reverse Osmosis modern, membrane semi permeable dan pompa tekanan tinggi ( high pressure pump ) menjadi komponen utama yang harus ada.

2. Karakteristik umum air sungai adalah terdapat kandungan partikel tersuspensi atau koloid seperti pada soal. Oleh karena itu, unit pengolahan air paling tidak terdiri atas:

ScreeningPenyaringan kasar (screening) dimaksudkan untuk menyaring benda-benda kasar terapung atau melayang di air agar tidak terbawa ke dalam unit pengolahan. Contoh benda – benda kasar yaitu daun, plastik, kayu, kain, botol plastik, bangkai binatang, dan sebagainya.

PrasedimentasiPrasedimentasi (disebut juga plain sedimentation atau sedimentasi I) dimaksudkan untuk mengendapkan partikel diskret atau partikel kasar atau lumpur. Partikel diskret adalah partikel yang tidak mengalami perubahan bentuk dan ukuran selama mengendap di dalam air. Prasedimentasi hanya diperlukan apabila dalam air baku terdapat partikel diskret atau partikel kasar atau lumpur dalam jumlah yang besar. Pengendapan dilakukan dalam bak berukuran besar (biasanya membutuhkan waktu detensi selama 2 hingga 4 jam) dalam aliran yang laminer, untuk memberikan kesempatan lumpur mengendap tanpa terganggu oleh aliran. Pengendapan berlangsung secara gravitasi tanpa penambahan bahan kimia sebelumnya.

Koagulasi-flokulasi Koagulasi-flokulasi merupakan dua proses yang terangkai menjadi kesatuan proses tak

terpisahkan. Pada proses koagulasi terjadi destabilisasi koloid dan partikel dalam air sebagai akibat dari pengadukan cepat dan pembubuhan bahan kimia (disebut koagulan). Akibat pengadukan cepat, koloid dan partikel yang stabil berubah menjadi tidak stabil karena terurai menjadi partikel yang bermuatan positif dan negatif. Pembentukan ion positif dan negatif juga dihasilkan dari proses penguraian koagulan. Proses ini berlanjut dengan pembentukan ikatan antara ion positif dari koagulan (misal Al3+) dengan ion negatif dari partikel (misal OH-) dan antara ion positif dari partikel (misal Ca2+) dengan ion negatif dari koagulan (misal SO42-) yang menyebabkan pembentukan inti flok (presipitat). Segera setelah terbentuk inti flok, diikuti oleh proses flokulasi, yaitu penggabungan inti flok

menjadi flok berukuran lebih besar yang memungkinkan partikel dapat mengendap. Penggabungan flok kecil menjadi flok besar terjadi karena adanya tumbukan antar flok. Tumbukan ini terjadi akibat adanya pengadukan lambat.Proses koagulasi-flokulasi terjadi pada unit pengaduk cepat dan pengaduk lambat. Pada bak

pengaduk cepat, dibubuhkan koagulan. Pada bak pengaduk lambat, terjadi pembentukan flok yang berukuran besar hingga mudah diendapkan pada bak sedimentasi. Koagulan yang banyak digunakan dalam pengolahan air minum adalah aluminium sulfat atau garam-garam besi. Kadang-kadang koagulan-pembantu, seperti polielektrolit dibutuhkan untuk

memproduksi flok yang lebih besar atau lebih cepat mengendap. Faktor utama yang mempengaruhi proses koagulasi-flokulasi air adalah kekeruhan, padatan tersuspensi, temperatur, pH, komposisi dan konsentrasi kation dan anion, durasi dan tingkat agitasi selama koagulasi dan flokulasi, dosis koagulan, dan jika diperlukan, koagulan-pembantu.

Sedimentasi Sedimentasi dimaksudkan untuk menyisihkan partikel/suspended solid dalam air dengan cara mengendapkannya secara gravitasi. Jenis partikel yang diendapkan adalah partikel flokulen, yaitu partikel yang dihasilkan dari proses koagulasi-flokulasi. Ciri partikel flokulen adalah partikel yang selalu mengalami perubahan ukuran dan bentuk selama proses pengendapan berlangsung.

Filtrasi (Biasanya menggunakan sand filter)Aplikasi sand filter yaitu pada penjernihan air digunakan untuk penyaringan secara fisik yaitu

untuk memisahkan padatan yang kasar, padatan yang terapung, dan memisahkan minyak dan lemak. Penyaring pasir (sand filter) ada tangki terbuka dan tangki tertutup itu merupakan klasifikasi berdasarkan bentuk bangunan alatnya. Pada sand filter dengan bentuk terbuka digunakan untuk penyaringan dengan gaya gravitasi, jadi tekanan yang digunakan sama dengan tekanan atmosfir. Sedangkan sand filter dengan bentuk tertutup digunakan untuk penyaringan dengan tekanan, lebih sering digunakan dalam industri dibandingkan yang terbuka karena kecepatan aliran filtrasi lebih besar (untuk luas bed yang sama) antara areal yang digunakan lebih kecil (Subyakto,1997). Tekanan ini dihasilkan oleh pompa untuk meningkatkan laju penyaringan sehingga menyebabkan laju alir lebih tinggi dan lapisan penyaring material lebih tinggi, membuat usia pemakaian penyaring lebih panjang.

Pencucian dilakukan dengan cara memberikan aliran balik pada media (backwash) dengan tujuan untuk mengurai media dan mengangkat kotoran yang menyumbat pori-pori media filter. Aliran air dari manifold, ke lateral, keluar orifice, naik ke media hingga media terangkat, dan air dibuang melewati gutter yang terletak di atas media.

Disinfeksi Disinfeksi merupakan proses untuk membebaskan air minum dari mikroorganisme patogen.

Bila air sungai mempunyai kekeruhan atau kadar lumpur yang tinggi, maka diperlukan tambahan unit pretreatment meliputi screen dan prasedimentasi. Bila kadar oksigen sangat rendah, maka diperlukan tambahan unit aerasi.Disinfektan yang banyak dipakai pada pengolahan air adalah bahan pengoksidasi (halogen, campuran halogen, ozon) dan bahan fisik (ultraviolet (UV) dan radiasi). Faktor yang mempengaruhi efisiensi disinfeksi adalah sebagai berikut:- Tipe dan konsentrasi mikroorganisme yang harus dihancurkan;- Tipe dan konsentrasi disinfektan;- Waktu kontak;- Karakter kimia dan temperatur air yang diolah.

Bila terdapat kandungan kesadahan yang tinggi, maka diperlukan tambahan unit penurunan kesadahan (presipitasi dengan kapur/soda-sedimentasi-rekarbonasi). Diagram alir proses pengolahan air sungai secara lengkap dapat dilihat pada

Gambar 8. Diagram Alir Proses Pengolahan Air Sungai Menjadi Air Minum