SOP PENGOLAHAN AIR / WATER TREATMENT PKSI. Pendahuluan1.1. Kebijakan PerusahaanPada umumnya Pabrik Minyak Kelapa Sawit memerlukan airbersih untuk kepentingan pengolahan, air pendingin, air umpanBoiler, pencucian dan untuk keperluan domestik. Sumber airyang digunakan umumnya berasal dari sungai atau anak sungai,karena air tersebut tidak dapat langsung digunakan makadiperlukan suatu proses pengolahan air agar air yang dihasilkandapat memenuhi syarat sesuai kriteria yang ditetapkan.Kebijakan yang ditetapkan bahwa air yang digunakan untukkeperluan pabrik dan domestik sebelumnya harus melaluiperlakuan tertentu untuk mengurangi atau menghilangkan zatyang tidak diperlukan sehingga diperoleh mutu air yangmemenuhi syarat.

1.2. Dasar dasar Pengolahan1.2.1. Kandungan ZatAir yang berasal dari perairan umum atau sungai masihmengandung kotoran (Impurities) yang dikelompokkan sebagaiberikut :

a. Suspended solidAdalah semua senyawa/padatan yang tidak larut, melayangatau ,mengapung di dalam air dan tidak berubah bentukseperti lumpur, pasir, bahan-bahan organik, minyak danbakteri. Bila jumlahnya besar akan menyebabkan kekeruhandalam air.

b. Dissolved solidAdalah padatan yang larut di dalam air yang bergabungdengan molekul-molekul air atau di dalam larutan sepertigaram-garam dan asam. Komposisi padatan yang laruttergantung dari macam sumber air dan lokasi sumber air.Padatan terlarut yang banyak dijumpai dalam air antara lain :Alkalilitas, kesadahan, Garam sodium, Besi, mangan, Silika,Chlorida, sulfat, Phospat dan bahan-bahan organik.

c. Dissolved gasadalah gas-gas yang ada di air yang bergabung denganmolekul-molekul air. Gasgas ini tidak stabil dan dapatdilepas dengan perubahan suhu, tekanan atau interaksi mekanikal, contohnya oksigen, karbondioksida.1.2.2 Perlakuan airProses perlakuan air di Pabrik Minyak Sawit dilakukan dengancara :1. Penjernihan air2. Pelunakan air dengan cara pertukaran ion3. Boiler internal treatment.

1.2.2.1 Penjernihan airPengolahan air baku (mentah) bertujuan untuk menghilangkankotoran-kotoran yang ada di air. Metode pengolahan air ada tigajenis yaitu :

a. Penjernihan (Clarification)Proses penjernihan merupakan proses pengendapankotoran/lumpur yang tersuspensi/melayang didalam airdengan bantuan penambahan bahan kimia. Prosespenjernihan air dapat dibagi atas tiga langkah proses : Koagulasi, Flokulasi, Sedimentasi

b. Penyaringan (Filtrasi)Penyaringan merupakan tahap akhir dari proses penjernihanair, alat yang digunakan berupa pressure sand filter.

c. Chlorinasi (Disinfeksi)Disinfeksi adalah proses pemusnahan bakteri dan virus yangada di dalam air. Prosesnya dengan menambahkan chlorinatau kaporit pada air yang akan di kirim ke water tank.

1.2.2.2 Pelunakan AirPelunakan air merupakan proses yang bertujuanmenghilangkan atau menurunkan kesadahan air, silica dan TDSsehingga air memenuhi syarat untuk digunakan sebagai airumpan Boiler. Bila garam kesadahan dalam air tidakdihilangkan atau dikurangkan akan menyebabkan kerak padapipa Boiler. Pelunakan air yang sering dilakukan denganperalatan :

1. SoftenerMerupakan resin penukar ion yang berfungsi menurunkankesadahan air atau total hardness.

2. Demineralizer plantMerupakan resin penukar Kation dan Anion berfungsi untukmenurunkan kesadahan, silica dan Total dissolved solid(TDS).

3. DearatorMerupakan alat pemanas air umpan Boiler dengan tujuanuntuk menghilangkan gas terlarut seperi oksigen, Carbondioksida dan ammonia yang dapat menyebabkan korosi.

1.2.2.3 Internal treatmentInternal treatment merupakan proses perlakuan air didalamBoiler dengan tujuan untuk mencegah pembentukan kerak,mencegah korosi serta mencegah terjadinya carry over. Airumpan Boiler dengan analisa kimia dapat diketahui jenis danjumlah kandungan zat yang terkandung didalamnya .

a. KerakKerak di air umpan Boiler terbentuk dari kotoran-kotoran,biasanya dari campuran Calsium dan Magnesium yang tidaklarut. Kadang-kadang melekat ke dalam hard mass oleh silica.Pengaruh daripada pembentukan kerak adalah pengembunganatau pembengkokan pipa serta pelepuhan pipa.

b. KorosiKorosi di air umpan Boiler terjadi ketika air asam atau pHrendah, air mengandung oksigen yang terlarut dan karbondioksida serta konsentrasi daripada caustik tinggi. pH rendahditandai dengan hilangnya logam, oksigen dan gas-gas korosif yang menyebabkan lobang-lobang besar. Pengaruh daripadakorosi ini adalah rusaknya pipa Boiler.c. Carry overCarry over di air umpan Boiler terjadi karena masuknya air dansolid melalui uap Boiler. Hal ini disebabkan karena kelebihansolid yang terlarut dan tidak terlarut, tingginya alkalinity sertatingginya kandungan minyak di air umpan Boiler. Pengaruh daricarry over ini adalah dapat menyebabkan kerusakan pada pipasuper heater, berkurangnya efisiensi turbin. Proses masuknyaair dan uap terbagi dua yaitu :

1. PrimingHal ini terjadi karena penurunan tekanan secara tiba-tibayang disebabkan oleh meningkatnya permintaan uap secaracepat atau hasil kelebihan high water level.

2. FoamingHal ini terjadi karena adanya gelembung uap padapermukaan air di dalam drum uap.

1.2.3 Proses pengolahan air umpan Boiler apabila tidak dilaksanakandengan baik akan menimbulkan kerak didalam dinding pipa-pipapemanas maupun dinding drum. Adanya kerak ini akanmengakibatkan beberapa hal yaitu :

a. Proses pemanasan air di dalam pipa-pipa pemanasberlangsung lama.b. Bahan bakar untuk menaikan steam diperlukan banyak.c. Uap yang dihasilkan kurang, bermutu jelek dan kapasitasnyaberkurang.d. Kemungkinan terjadinya pemanasan lokal pada pipa yangakan berakibat over heating dan

dapat menjadikan ledakan/pecahnya pipa.e. Efisiensi kerja Boiler rendah.

1.2.4 Beberapa peralatan pendukung yang dipergunakan pada prosespengolahan air yaitu:

a. Pompa raw waterFungsinya untuk memompakan air dari waduk/sungaisampai ke water Clarifier Tank.

b. Water Clarifier Tank.Fungsinya sebagai tempat proses koagulasi dengan tahapanpencampuran, penggumpalan dan pengendapan bahantidak larut dalam air. Alat ini juga dilengkapi Kerangan drainuntuk membuang endapan lumpur ynag terbentuk.c. Chemical Dosing Pump.Fungsinya untuk mengalirkan larutan bahan kimia dengancara injeksi dari tanki larutan kimia ke dalam Clarifier Tank

d. Chemical Solution Tank.Fungsinya untuk pencampuran bahan kimia dengan air padakonsentrasi tertentu sebelum diinjeksi ke dalam ClarifierTank.

e. Bak pengendap.Fungsinya untuk mengendapkan pasir, lumpur dangumpalan-gumpalan partikel yang terbawa dalam air.

f. Water Basin Pump.Fungsinya untuk mentransfer air yang telah diendapkan didalam bak pengendap masuk ke dalam Pressure SandFilter.

g. Pressure Sand FilterFungsinya untuk menyaring padatan-padatan yang terdapatdalam air yang masuk ke Pressure Sand Filter melalui mediaberpori atau pasir.

h. Water Tower Tank.Fungsinya sebagai tempat penimbunan air yang sudahbersih hasil dari pengolahan dan sebagai tempat pengaturandistribusi air untuk domestik maupun untuk keperluan pabrik.

1.2.5 Beberapa peralatan pendukung yang dipergunakan pada prosespelunakan air yaitu :

a. Regenerasi Pump. Fungsinya untuk mengalirkan air yang telah ditreatment kedalam unit penukar kation.

b. Tanki Kation dan anion. Fungsinya sebagai tempat berlangsungnya pertukaran ion. Peralatan ini terdiri dari dua bagian, satu bejana kation dansatu lagi bejana anion serta

dilengkapi dengan tanki / bakpengenceran larutan asam dan kaustik.

c. Degasifer Fungsinya untuk melepaskan gas/ion yang terkandung didalam air

d. Deaerator Water Pump.

Fungsinya untuk mentransfer air dari bak penampung keDeaerator.e. Deaerator Fungsinya untuk menaikkan temperatur air umpanmendekati titik didihnya sehingga dapat

mengurangikandungan gas O2 dan CO2.f. Tanki penampung air umpan Fungsinya untuk menampung air umpan sebelum di alirkanke dalam Deaerator.

1.2.6 Beberapa kritikal point yang harus dipenuhi didalam pengolahanair yaitu:a. Penjernihan air : Suspended solid : 0 - 3 mg/l

b. Air umpan Boiler pH : 7,0-8,5 Total Hardness : < 5 ppm Silica : < 5 ppm

d. Air Boiler pH : 10,5-11,5 Total Alkalility : 500 800 ppm Coustic Alkalility : 300 - 500 ppm Sulphite : 20 80 ppm Total Dissolve Solid : < 2500 ppm Silica : C .alkalility Sodium Chloride : < 300 ppm Total Hardness : < 5 ppm

II. Prosedur Operasional2.1 Hal hal yang harus diperhatikan untuk menjaga keselamatankerja adalah sebagai berikut : Sebelum air di pompa ke pabrik, operator secara visual harusmemeriksa kondisi level air di sungai dan memastikan tidaksedang ada kerusakan / perbaikan di instalasi pompa. Operator pada saat melakukan pencampuran bahan kimiaharus menggunakan masker penutup hidung, sarung tangandan kaca mata, terutama dalam penanganan HCl, H2SO4 danNaOH agar tidak kontak langsung dengan tubuh yang akanmengganggu kesehatan.

2.2 Proses penjernihan airProses penjernihan air melalui tahapan Koagulasi, Flokulasi dansedimentasi dilakukan di Clarifier, sedangkan proses penyaringandilaksanakan dengan alat pressure sand filter. Di Clarifier airproses penjernihan memerlukan waktu penahanan sekitar 1,5 2jam.

2.2.1 KoagulasiProses koagulasi dilakukan untuk merubah sifat suspensi kolloidyang mempunyai muatan listrik yang sama dengan air yangmenyebabkan sulit mengendap. Proses koagulasi dilakukandengan menambahkan koagulan yang dapat menetralkan muatanlistrik dari partikel.koloid sehingga partikel tersebut mengalamidestabilasasi dalam air sehingga terjadi penggabungan beberapabutiran menjadi diameter lebih besar. Koagulan mangalami difusididalam air oleh pencampuran yang kuat untuk mendapatkanwaktu kontak yang cukup diantara partikel-partikel dan bahankimia penjernih air. Untuk menetukan dosis bahan kimia yangditambahkan perlu dilakukan jar test.

Urutan penambahan kimiadalam proses koagulasi sbb:

Penambahan bahan kimia dilakukan injeksi pump pada pipamasuk ke clarifier dengan dosis bahan yang ditambahkanharus sama seperti jar test (contoh perhitungan sesuaidengan sub bab 2.1.1.2 dosis bahan kimia)Jarak titik injeksi bahan kimia yang normal sekitar 10-15meter sebelum masuk ke Clarifier.Untuk menghilangkan warna, koagulan harus ditambahkandidepan semua bahan kimia alkaline untuk pembentukan flok.Untuk menghilangkan kekeruhan, pengaturan pH diaturdidepan penambahan koagulan.Kadang-kadang bahan kimia alkaline (NaOH) dapat ditambahkan secara simultan dengan bahan koagulan (Alum).Bahan koagulan/flokulan (polimer) pembantu harusditambahkan terakhir.

2.2.1.1 Bahan KoagulanBahan kimia yang sering digunakan untuk koagulan antara lain:- Alumunium sulfat (Al2 (SO4)3.18 H2O. atau Alum.- Poly Almunium Chloride (PAC)- Soda ash (Sodium Carbonat)- Caustik Soda (NaOH)- Polyelectrolit( ASAFLOC )

Alum bereaksi dengan alkali sehingga membentuk alumuniumhidrokside yang akan mengikat padatan halus yang terdapatdalam air.

Reaksi Kimia :Al2( SO4)3 + 6 Na HCO3 ----- 2 AL(OH)3 + 3 Na2SO 4 + 6 CO2Alum sulfat Sodium Aluminium Sodium CarbonBicarbonat Hydroxide sulfat DioxidepH yang terbaik pada saat proses koagulasi dan flokulasi adalah6,5 7,5 karena aluminium hydroxide tidak larut pada pH tersebut,sehingga proses pengikatan partikel zat-zat padatan terjadidengan baik. Dengan terbentuknya Alumunium Hidroxidesehingga alkalilitas air dan pH air mengalami penurunan. Untukmenaikkan pH air sebelum diolah ditambahkan caustic soda atausoda ash agar alum dapat berfungsi optimal.

2.2.1.2 Dosis Bahan kimiaDosis Bahan kimia yang digunakan untuk proses koagulasi danflokulasi untuk kebutuhan perjam air sesuai kapasitas pompaRaw water pump dapat dilakukan dengan rumus :Ppm Chemical x Kap. Pompa RWP x 1 jam = X Kg Bahan Kimia1000000Sedangkan untuk menentukan kapasitas chemical pump dengankonsentrasi larutan chemical sebesar y % adalah :x Kg/y % X 100 % = Z Liter /jamDimana :RWP = Raw Water Pumpx Kg = Jumlah chemical yang dibutuhkan untuk satu jamy% = Konsentrasi larutan chemical di chemical tankZ = kapasitas chemical pump yang diinginkan.

2.2.1.3 Konsentrasi larutanKonsentrasi bahan kimia didalam tanki chemical dibuat untukmasing masing bahan sbb:

a. Larutan Alum /tawas = 5% - 15 %b. Larutan soda Ash / Caustic soda = 5% - 15 %c. Larutan Polyelectrolit = 0.01% - 0.06 %

2.2.1.4 Dengan pengaturan konsentrasi pada batas yangditentukan bahan kimia akan bekerja lebih efektip setelahdiinjeksikan.Pada saat melakukan pencampuran bahan kimia harusmenggunakan masker penutup hidung dan sarung tangan, ataupaling tidak menutup mulut dan hidung sehingga gas HCl tidaklangsung terhisap ke tubuh yang akan mengganggu kesehatan.

2.2.2 FlokulasiFlokulasi merupakan kelanjutan dari proses koagulasi dimanapada proses ini terjadi pembentukan partikel yang lebih besaratau flok dengan system pengadukan sehingga flok yangterbentuk bertambah besar, bertambah berat dan mudahmengendap.

2.2.3 SedimentasiMerupakan proses pengendapan partikel-partikel yang ukurannyarelatip besar /flok yang ada didalam air pada suatu wadahsehingga pemisahan floc dengan air jernih dapat terjadi dengansempurna. Sedimentasi biasanya dilakukan di water basin

2.2.4 Penyaringan /Filtrasi.Filtrasi adalah suatu teknik pemisahan padatan-padatantersuspensi dalam air setelah proses penjernihan denganmelewatkan air pada media yang berpori. Media berporimerupakan campuran pasir dan kerikil kuarsa dari yang halussampai yang kasar dan disusun secara berlapis-lapis. Air yang sudah diendapkan dalam bak pengendapan kemudiandipompakan ke dalam pressure sand filter, karena adanya tekanan air merembes kepori-pori yang terbuat dari lapisanpasir dan kerikil sehingga kotoran yang berbentuk gumpalanakan tertinggal dilapisan permukaan sedangkan air yang jernihkebagian bawah tabung sand filter dan masuk ke water tankuntuk didistribusikan.

2.3 Pelunakan airPelunakan air merupakan proses penghilangan zat-zat yangterlarut dalam air atau kesadahan air yang dapat menimbulkanmasalah pada boiler dan steam line. Pelunakan air yangdilaksanakan di PMKS Asian

2. Demineraliser Plant.Kedua cara proses tersebut disebut eksternal treatment.2.3.1 Softener PlantSoftener plant adalah alat berupa tabung cylinder berisi resinyang digunakan untuk menghilangkan kandungan kesadahan(hardness) yang terdiri dari unsur Ca dan Mg.a. Prinsip kerjanya.Softener tank yang berisi resin dengan unsur Natrium akanmengikat setiap kesadahan dari air yang melewatinya. Apabilaresin telah penuh dengan kesadahan yang diikat, maka resintersebut akan jenuh ( tidak mampu mengikat lagi) dan perludiaktipkan kembali dengan cara regenerasi dengan larutan NaCl.b. Reaksi pada saat proses:

2 Na R + CaSO4 ----------- Na2 SO4 +Ca R2Resin Calsium Sulfat Sodium sulfatResin

2 Na R + Ca(HCO3)2 ----- 2 Na HCO3 + CaR2Resin Calsium Bicarbonat Sodium BicarbonatResin

2 Na R + MgCO3 ----- Na2 CO3 +Mg R2Resin Magnesium Carbonat Sodium CarbonatResinAir yang mengandung ion-ion Calsium dan magnesiummasuk kedalam bejana penukar ion.Dalam bejana terdapat sejumlah butiran/pertikel resindan tiap partikel mengandung ion Natrium. Pertukaranion mulai berlangsung ion Calsium dan ion Magnesiumdiserap oleh resin dan sebaliknya resin akanmelepaskan ion Natrium.Air yang keluar dari softener total hardnessnyan sudah rendah selanjutnya ditampung di feed water tank. Lama kelamaan resin akan kehabisan ion Natriumnyadan jenuh dengan ion Calsium dan

Magnesiumsehingga resin tidak aktif lagi. Oleh karena itu perludilakukan regenerasi dengan

larutan Natrium chlorida. Regenerasi dilakukan jika hasil pemeriksaan hardnessdi atas 5 ppm.

c. Regenerasi.Prosedur regenerasi dilakukan dengan empat langkah:1. Back WashAliran air dibalikkan dari bawah ke atas melalui bed resin.Proses ini menghilangkan kotoran/padatan yangterkumpul. Selama backwash lapisan resin mengalamiekspansi paling sedikit 50%, lamanya backwash 15- 25menit.2. RegenerasiLangkah ini menginjeksikan larutan garam 5 - 10 %kedalam bejana resin, larutan garam akan mencucilapisan permukaan resin. Regenerasi terjadi dengan carasodium dalam larutan garam menggantikan Calcium danMagnisium hardness pada resin penukar ion. Lamanyaregerasi berkisar 30-45 menit. Jumlah garam yangdibutuhkan berkisar 0.1 0.2 kg/liter resin dengankecepatan laju aliran 0.03 0.07 l/menit perliter resin.3. Rinse/pembilasanAir dipaksa mengalir melalui lapisan resin untukmenghilangkan kelebihan garam. Setelah mencapai batashardness kurang dari satu ppm unit dapat dioperasikankembali. Lamanya pembilasan lambat sekitar 60 menit danpembilasan cepat sekitar 15 menit.

2.3.2 Demineraliser PlantProses Demineralisasi adalah proses yang digunakan untukmenghilangkan ion-ion yang bermuatan positp dan negatip yangada pada air. Pada dasarnya proses di demin plantmenggunakan dua bejana/tanki yang berisi resin masing masingberisi resin kation dan resin anion.Kedua bejana tersebut yang dihubungkan secara seri. Airpertama masuk dialirkan ke tanki berisi resin kation dan kemudian mengalir melalui tanki berisi resin anion dan keluar sebagai airbersih untuk umpan Boiler.

2.3.2.1 Prinsip kerjaKedua bejana tanki berisikan 2 jenis resin yakni resin kationdengan ion H+ dan resin Anion dengan ion OH akan mengikatsetiap ion yang bermuatan positip dan negatip pada air yangmelewati alat tersebut

2.3.2.2 Resin penukar kation dan penukar aniona. Fungsi resin penukar kation

menghilangkan ion-ion yang bermuatan positip seperti Ca, Mgdan ion positip lainnya dengan cara pertukaran dengan ionhydrogen (H+).b. Fungsi resin penukar anionmenghilangkan ion-ion yang bermuatan negatif seperti SO4,Cl, SiO3, dan ion negatif lainnya dengan cara pertukarandengan ion OH-2.3.2.3 Reaksi pada saat proses :a. Kation Exchanger2H+R + CaSO4 H2SO4 + Ca+R2Resin Calcium Sulphate Sulphuric Acid Resin2H+R + CaCl2 2HCl + Ca+R2Resin Calcium Chloride Hydrochloric Resinb. Anion Exchanger2OH-R + H2SO4 2H2O + SO4-R2Resin Sulphuric Acid air Resin2OH-R + HCl H2O + Cl-R2Resin Hidrocloric Acid air Resin2OH-R + H2SiO3 2H2O + SiO3-R2Resin asam silicate air Resin2.3.2.4 RegenerasiSesudah kapasitas tercapai, resin tidak mampu menukar ion.Kemampuan ini harus dikembalikan dengan melakukanregenerasi, yakni mengalirkan larutan yang mengandung kationyang sama dengan resin. Untuk resin tipe Na digunakan larutanNaCl, sedangkan untuk tipe H digunakan larutan asam HCl.Sebelum regenerasi, dilakukan aliran balik dengan tujuanmemekarkan kembali resin yang memadat selama back washing.Pemekaran tersebut antara 50 75 %, karena itu dalamperencanaan kolom resin perlu disediakan ruang kosong diatasresin 75 %.

2.4 DeaeratorGas-gas yang terlarut dalam air feed seperti Oksigen, CarbonDioksida dan Ammonia dapat menyebabkan korosi pada feedwater lines, heaters, economizers, boiler dan kondensat lines.Untuk menghilangkan gas yang terlarut tersebut maka diperlukanproses deaerasi dengan menggunakan alat yang dinamakandeaerator.Di dalam deaerator air disemprotkan ke ruang deaerasi melaluinozzle. Butiran air yang jatuh akan kontak langsung dengan uapdan temperatur air menjadi naik hampir mendekati temperaturuap. Dalam kondisi tersebut 97 98 % gas O2 dan CO2 akanterbebas dan keluar dari deaerator. Air yang sudah di deaerasiterus diaduk oleh uap yang datang terus menerus membuat sisa-sisagas yang ada akan menjadi hilang. Setelah pengadukan olehuap, air yang sudah di deaerasi diumpankan ke boiler.III. Pengendalian Proses3.1 Pemompaan air dari sungai harus rutin dilakukan untukmenjaga agar air di waduk senantiasa penuh.3.2 Instalasi pipa dan Pompa dari raw water tidak ada kebocorandan selang selang dan Pompa injeksi kimia tidak ada yangpecah / bocor.3.3 Melakukan back wash di sand filter setiap hari dan pembuanganendapan di Clarifier Tank setiap shift dan pemeriksaan kondisidan volume pasir sand filter dilakukan setiap tahun.3.4 Pencucian water basin dan Clarifier Tank minimal 6 bulansekali.3.5 Jar test harus dilakukan setiap hari dan pencampuran bahankimia untuk pemurnian air dibuat berdasarkan hasil test ini.3.6 Resin harus diregenerasi bila parameter silica dan hardnessmelewati batas yang ditetapkan dan pemeriksaan kualitas resindilakukan minimal setahun sekali.3.7 Pencampuran bahan kimia untuk regenerasi harus sesuaidengan takaran yang ditentukan dan dalam pencampuran airharus diisikan terlebih dahulu baru kemudian ditambahkanbahan kimianya.3.8 Karena bahan kimia yang dipakai adalah bahan kimia yangreaktif baik asam maupun basa, maka tanki-tanki yangdipergunakan harus tahan terhadap sifat asam atau basa,sehingga kebocoran dapat dicegah.3.9 Pastikan flow meter berfungsi dengan baik dan dicatatpemakaian air setiap hari.