BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Water treatment adalah bagian dari unit utilitas yang sangat vital, yaitu

sebagai unit yang berfungsi dalam pengolahan air yang digunakan untuk

mendukung kegiatan dari produksi itu sendiri antara lain untuk kebutuhan make

up cooling water, pembuatan air demin dan untuk memenuhi keperluan air bersih

dan air minum baik untuk kompleks maupun untuk pabrik itu sendiri.

1.2. Tujuan

1). Mengetahui proses – proses yang terjadi di dalam suatu peralatan water

treatment.

2). Mengetahui jenis – jenis alat atau peralatan yang digunakan dalam proses

water treatment.

3). Mengetahui bahan chemical yang dapat dipakai dalam proses water

treatment.

1.3. Permasalahan

1). Bagaimana cara mengolah air ( air rawa dan air got) menjadi air yang lebih

murni dan sesuai dengan yang dibutuhkan.

2). Bagaimana pengaruh proses water treatment yang dipakai terhadap air yang

dihasilkan

1.4. Hipotesa

1). Proses water treatment yang lebih kompleks akan menghasilkan air yang

memiliki spesifikasi yang lebih baik dan sesuai dengan yang dibutuhkan.

2). Proses sedimentasi akan terjadi jika massa jenis flokulan pengotor lebih besar

dari massa jenis air.

1.5. Manfaat

1). Mengetahui proses – proses yang dapat dipakai dalam water treatment

2). Mengetahui teknologi water treatment serta aplikasi dalam pabrik dan

kehidupan sehari – hari.

3). Mengetahui prinsip kerja dan manfaat bahan kimia dalam proses water

treatment.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Water treatment adalah bagian dari unit utilitas yang sangat vital, yaitu

sebagai unit yang berfungsi dalam pengolahan air yang digunakan untuk

mendukung kegiatan dari produksi itu sendiri antara lain untuk kebutuhan make

up cooling water, pembuatan air demin dan untuk memenuhi keperluan air bersih

dan air minum baik untuk kompleks maupun untuk pabrik itu sendiri.

Dua bersaudara, Clarence Hoover dan Charles Hoover menemukan

metode dalam dalam pengolahan air atau water treatment. Metode yang mereka

temukan, masih digunakan hingga saat ini. Kedua kakak beradik ini memukan

proses water softening yang menggunakan bahan lemon dan soda abu.

Sistem pengolahan air bersih dengan sumber air baku sungai, tanah dan air

pegunungan, dengan skala atau standar air minum, memerlukan beberapa proses.

Mengenai proses yang perlu diterapkan tergantung dari kualitas air baku tersebut.

Proses yang diterapkan dalam sistem pengolahan air bersih antara lain

Proses penampungan air dalam bak penampungan air yang bertujuan

sebagai tolak ukur dari debit air bersih yang dibutuhkan. Ukuran bak

penampungan disesuaikan dengan kebutuhan (debit air) yang mana ukuran bak 2

kali dari kebutuhan.

Proses oksidasi atau penambahan oksigen ke dalam air agar kadar-kadar

logam berat serta zat kimiawi lainnya yang terkandung dalam air mudah terurai.

Dalam proses ini ada beberapa perlakuan yang bisa dilakukan seperti dengan

penambahan oksigen dengan sistem aerasi (dengan menggunakan alat aerator) dan

juga dapat dilakukan dengan menggunakan katalisator bahan kimia untuk

mempercepat proses terurainya kadar logam berat serta zat kimiawi lainnya

(dengan menggunakan clorine, kaporite, kapur dll

Proses pengendapan atau koagulasi, proses ini bisa dilakukan dengan

menggunakan bahan kimia seperti bahan koagulan (Hipoklorite/PAC) dengan

rumus kimia juga proses ini bisa dilakukan dengan menggunakan teknik lamela

plate.

Proses filtrasi (carbon actived), proses ini bertujuan untuk menghilangkan

kotoran - kotoran yang masih terkandung dalam air dan bertujuan untuk

meningkatkan kualitas air agar air yang dihasilkan tidak mengandung bakteri

(sterile) dan rasa serta aroma air. Biasanya proses ini menggunakan bahan sand

filter yang disesuaikan dengan kebutuhan baik debit maupun kualitas air dengan

media filter (silica sand/quarsa, zeolite, dll).

Proses terakhir adalah proses pembunuhan bakteri, virus, jamur, makroba

dan bakteri lainnya yang tujuannya mengurangi patogen yang ada, proses ini

menggunakan proses chlorinator atau sterilisasi dengan menggunakan kaporit.

Pada umumnya kebutuhan pabrik akan air sangat banyak dan perlu

sehingga lokasi pabrik dipilih dekat dengan sumber air. Sebagai contoh untuk

skala Pabrik sumber air baku untuk pembuatan airnya diambil dari air sungai.

Secara singkat pengolahan air dari sungai tersebut mengalami beberapa tahapan,

adapun peralatan yang digunakan dalam unit water treatment adalah sebagai

berikut :

1. Filter

Yang dimaksud dengan filter disini adalah alat penyaringan air yang

memiliki kerapatan yang cukup besar. Hal ini sesuai dengan fungsinya yaitu untuk

menyaring benda padat kasar yang terapung disekitar pompa air, sehingga

kerusakan pompa dapat terhindar akibat tersumbat.

Serta cara filtration (penyaringan sendiri) terbagi menjadi dua macam

yaitu normal filtration (seperti bag filter,disc filter, micron filter). Untuk

pengolahan air umpan boiler dilakukan dengan cara yaitu : Pengolahan diluar

ketel ( external treatment). Pengolahan ini dilakukan dengan cara mekanis diluar

ketel uap dengan memberikan obat – obatan terhadap air sebelum air dimasukkan

kedalam ketel. Gunanya adalah menghilangkan bahan tersuspensi atau warna dari

air persediaan (raw water), bahan tersuspensi tersebut mungkin mengandung

partikel besar yang dapat mengendap dengan mudah, untuk itu diperlukan berupa

tangki,bak pengendap atau saringan. Kalau bahan yang tersuspensi terlalu halus

sehingga sukar untuk mengendap dengan gaya gravitasi maka dibutuhkan

Prinsip kerja : yaitu hanya menerima air yang didistribusikan oleh pompa dan

pada filter terjadi pemisahan antara benda padat kasar dan air.

Untuk meningkatkan qualitas air kadang diperlukan proses tambahan, seperti:

a. Proses Pertukaran Ion (Ion Exchange)

Proses pertukaran ion bertujuan untuk menghilangkan zat pencemar

anorganik yang tidak dapat dihilangkan oleh proses filtrasi atau sedimentasi.

Proses pertukaran ion juga digunakan untuk menghilangkan arsenik, kromium,

kelebihan fluorida, nitrat, radium, dan uranium.

b. Proses Penyerapan (Absorption)

Proses ini bertujuan untuk menyerap / menghilangkan zar pencemar

organik, senyawa penyebab rasa, bau dan warna. Biasanya dengan membubuhkan

bubuk karbon aktif ke dalam air tersebut.

c. Proses Disinfeksi (Disinfection)

Sebelum masuk ke unit Penampungan Akhir, air melalui Proses Disinfeksi

dahulu. Yaitu proses pembubuhan bahan kimia Chlorine yang bertujuan untuk

membunuh bakteri atau mikroorganisme berbahaya yang terkandung di dalam air

tersebut.

2. Pompa

Disini pompa berfungsi untuk mendistribusikan air (air sungai) dan akan

kemudian di olah kembali. Prinsip kerja : mendistribusikan air dari sumber air dan

kemudian diolah kembali oleh alat-alat selanjutnya.

3. Flocculator

Flocculator adalah bagian yang berupa tangki dengan diameter, tinggi dan

kapasitas tertentu sesuai dengan keperluan. Prinsip Kerja : menampung air yang

didistribusikan oleh pompa kemudian koloid-koloid yang terdapat bersama-

sama dengan air di koagulasi karena pengaruh beberapa bahan kimia yang

diberikan selanjutnya koloid yang berbentuk flock ini tertinggal di flocculator

kemudian airnya diproses pada alat selanjutnya. Air sungai yang dipompakan,

sebelum masuk kedalam flocculator maka diinjeksikan

dengan berbagai macam bahan kimia, antara lain:

a. Larutan Alumunium ( Al2SO4)

Larutan ini berfungsi untuk memperbesar ukuran partikel-partikel koloid

sehingga akan lebih mudah terbentuk floc-floc dan mengendap. Suspensi koloid

terdiri dari ion-ion bermuatan negatif sehingga akan terjadi peristiwa tolak-

menolak antar ion. Apabila ion –ion yang bermuatan positif yang terdapat dalam

zat pengendap (coagulant chemicals) bersentuhan dengan ion-ion negatif maka

akan terbentuk gumpalan berupa gelatin. Dengan demikian ukuran partikel akan

bertambah besar sehingga dapat dipisahkan dengan cara pengendapan.

b. Coagulant Aid

Berfungsi untuk memperbesar partikel koloid dan membentuk floc tank,

sehingga proses pengendapan berlangsung lebih cepat dan sempurna.

c. Gas Chlorine

Merupkan zat pembunuh bakteri, jamur, mikroorganisme yang terdapat

didalam air. Dosis yang digunakan adalah 5 ppm. Sebelumnya digunakan kaporit

(CaOCl2), kaporit lebih baik dari pada chlorine karena dapat dengan cepat

mengendapkan lumpur sehingga air akan lebih bersih.

d. Caustic Soda (NaOH)

Berfungsi untuk mengatur pH air sungai karena pada sistem pembentukan

floc dibutuhkan kondisi dengan pH 5,5 s.d 6,2. Dosis yang digunakan adalah 2 s.d

5 ppm. Kondisi pH harus dijaga lebih dari 5,5 agar floc terbentuk dan pH harus

kecil dari 6,2 agar floc yang terbentuk tadi tidak akan pecah lagi.

Flocculator juga dilengkapi dengan pengaduk yang berfungsi

menghomogenkan air sungai dan bahan kimia yang telah diinjeksikan tersebut.

4. Clarifier

Clarifier terbuat dari beton yang berdiameter dan dilengkapi dengan

pengaduk. Pada clarifier air terdiri dari flocculator dipisahkan floc-floc nya

dengan cara pengendapan yang disertai dengan pengadukan berputaran rendah.

Hal ini berfungsi untuk membentuk floc (gumpalan) dari partikel yang berukuran

kecil.

Selama proses clarification, dihilangkan juga water hardness ( air keras)

yaitu garam kalsium dan magnesium yang larut dalam air. Hardness dapat

dikurangi dengan jalan mereaksikan zat- zat kimia yang akan mengendapkan

hardness tersebut. Air bersih hasil pengendapan dipisahkan melalui over flow di

bibir clarifier dan endapannya dibuang ( blowdown) melalui bagian bawah

clarifier.

Proses pengendapan yaitu proses pengendapan partikel – partikel padat

dalam air yang menyebabkan kekeruhan yang berupa lumpur atau zat padat berat

lainnya. Adapun tujuan pengendapan adalah untuk menghilangkan, kekeruhan,

kesadahan, menghemat bahan kimia. Ada beberapa hal yang memepengaruhi

proses pengendapan yaitu Pemberian waktu harus cukup sehingga partikel –

partikel padat memisah dengan sempurna. Perbedaan berat jenis partikel atau

lumpur dengan air.

Kecepatan aliran air makin lambat maka akan semakin baik hasil yang

diperoleh. Semakin besar berat jenis partikel maka waktu pengendapan akan

semakin lebih pendek. Kualitas air pada clarifier dapat dikontrol di outlet clarifier

dengan parameter pH antara 5,5 s.d 6,2 kadar chlorine 0,3 s.d 1,5 ppm dan

turbidity kurang dari 5 ppm.

5. Clear well

Clear well terbuat dari baja yang berdiameter dan mempunyai tinggi

tertentu. Air yang keluar dari clarifier dikirim ke clear well yang berfungsi sebagai

penampung air dalam jumlah banyak sebelum di pompakan ke unit sand filter. Di

clear well air dijaga pH nya dengan menyuntikkan NaOH (caustic soda).

6. Sand Filter

Dari clear well, air disaring di sand filter yang bertujuan memisahkan

kotoran halus yang terdapat dalam air bersih dan mengurangi ion nitrat ataupun

nitrit yang tidak terendapkan pada flocculator. Untuk melihat indikasi sand filter

telah menurun dapat dimonitoring dengan pressure drop. Untuk mengeluarkan

kotoran yang tertahan pada saat operasi maka dilakukan backwash. Air yang

keluar dari sand filter diharapkan mempunyai turbidity maksimum 1 ppm.

7. Filtered Water Storage Tank

Air hasil proses di sand filter ditampung di filtered water storage tank

kualitas yang diharapkan ada pada air hasil pengolahan.

Proses Water Treatment

A. Proses secara umum

Water treatment merupakan unit yang berguna dalam pembersihan air dari

air kotor menjadi air bersih, yaitu dengan cara proses klarifikasi yaitu proses

penghilangan suspended solid.

1. Proses koagulasi

koagulasi adalah pengumpulan bersama dari kotoran yang halus ataupun

koloid dalam air kedalam kelompok besar (massa) yang akan mengendap dengan

segera atau dapat disaring untuk dipisahkan dari air. Partikel koloid mempunyai

permukaan yang luas dan mempunyai muatan negatif saling mendorong dan tidak

saling mengumpul sehingga tetap dalam bentuk koloid. Koagulasi adalah

netralisasi dari muatan negatif dan memberikan untuk partikel tersuspensi saling

menempel.

Pengendapan dengan cara kimia (presipitasi kimia) . Bahan yang

ditambahkan dalam air akan bereaksi dengan mineral yang terlarut dalam air dan

membentuk bahan yang sukar larut yang akan mengendap. Gunanya adalah untuk

mengurangi kesadahan, alkalinitas, dan silika. Metode pertukaran ion (ion

exchanger), mineral yang larut dalam air membentuk ion yang bermuatan listrik.

Ada bahan alam tertentu (sintetis yang mempunyai kemampuan untuk ion – ion

mineral dari air dari pertukaran ion yang lain.

partikel koloid yang bermuatan sama dinetralisir melalui koagulan.

Reaksi :

Al2(SO4 + 3 Ca(OH)2 2 Al(OH)3 + 3 CaSO4

Tahap – tahap koagulasi:

a. Rapid mixing, yaitu adanya tumbukan menjadi netralisasi sempurna

distribusi koagulan merata.

b. Netralisasi muatan

c. Tumbukan partikel

2. Proses flokulasi

Yaitu suatu mekanisme dimana flok kecil yang sudah terbentuk dalam

proses koagulasi tadi melalui suatu media flokulan digabungkan menjadi flok

yang lebih besar sehingga cukup berat untuk bisa mengendap. Di dalamnya juga

terdapat rantai yang panjang dan banyak cabangnya yang berguna sebagai

jembatan penghubung.

Proses Flokulasi adalah proses penyisihan kekeruhan air dengan cara

penggumpalan partikel untuk dijadikan partikel yang lebih besar (partikel Flok).

Pada tahap ini, partikel-partikel kecil yang terkandung dalam air digumpalkan

menjadi partikel-partikel yang berukuran lebih besar (Flok) sehingga dapat

mengendap dengan sendirinya (karena gravitasi) pada proses berikutnya. Di

proses Flokulasi ini dilakukan dengan cara pengadukan lambat (Slow Mixing).

Hal yang dapat menyebabkan putusnya rantai tersebut adalah pengadukan

yang cepat (rapid mixing). Faktor lain yang dapat mengganggu adalah kondisi

tingkat keasaman lingkungan sekitarnya sehingga perlu menginjeksikan

chemical’s NaOH sebagai pH adjuster.

3. Sedimentasi

Dasar teori yang dipakai untuk proses sedimentasi adalah hukum stoke,

yaitu floks yang besar tersebut mengalami pengendapan.

Faktor yang mempengaruhinya adalah :

a. Dosis koagulan dan flokulan.

b. Mixing, pH, temperatur, warna air baku

c. Level interface dan blowndown lumpur di klarifier.

B. Proses secara khusus :

1. Air baku yang berasal dari sungai disebut dengan raw water intake yang

dipompa melalui unit RPA untuk diproses lebih lanjut ke unit operasi water

treating plant.

2. Raw water intake masuk melalui bagian bawah clarifier.

3. Setelah itu air melalui wilayah yang disebut dengan sand filter untuk

mendapatkan perlakuan penyaringan atau filtrasi dengan menggunakan pasir

(sand), koral (gravel) dan antrasit yang berfungsi untuk menghilangkan atau

mereduksi zat tersuspensi yang terikut didalam air umpan. Secara periodik

(24 jam) saringan harus di backwash untuk menghilangkan flok yang

tertangkap selama filtrasi di permukaan filter.

4. Air yang keluar (yang merupakan air bersih) dari sand filter kemudian

dipompakan ke tanki pengumpul (storage tank).

5. Untuk menjaga agar pH air bersih tersebut on specification (7,5 – 8,5)

maka diinjeksikan NaOH liquid.

6. Didalam storage tank terdapat juga kation exchanger (H2SO4), anion

exchanger (NaOH), dan mix bed (H2SO4 + NaOH).

7. Kemudian didapatkanlah treat water atau air bersih yang telah dapat untuk

didistribusikan.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

A. Alat dan Bahan

1). Satu unit peralatan water treatment

2). Air rawa dan air got (comberan)

B. Prosedur Percobaan

1). Siapkan peralatan water treatment yang akan digunakan

2). Isi air rawa atau air got ke bagian penampungan alat.

3). Hubungkan alat water treatment dengan sumber listrik

4). Lakukan pengamatan dan catat hasil pengamatan yang telah diperoleh

LAPORAN PENDAHULUAN

PRAKTIKUM OPERASI TEKNIK KIMIA II

WATER TREATMENT

Oleh :

KELOMPOK 2

d.

e.

f.

g.

h.

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK KIMIA

UNIVERSITAS SRIWIJAYA

INDERALAYA

2013

03121003046

03121003046

03121003046

03121003046

ASISTEN: