11/04/2014

1

Referensi :1. Diktat PT. PJB UP Gresik

2. Ridho Faqih Luthfi(ridhofaqih.wordpress.com)

Komponen utama PLTU:

1. Boiler : Boiler merupakan bejana tertutup dimana panas pembakaran

dialirkan ke air terbentuk steam berupa energi kerja

2. Turbin : suatu penggerak yang mengubah energi potensial menjadi

energi kinetik dan energi kinetik ini selanjutnya diubah menjadi

energi mekanik dalam bentuk putaran poros turbin

3. Generator : Suatu sistem yang mengubah tenaga mekanik

menjadi tenaga listrik

4. Condensor : Sebuah alat yang digunakan untuk mendinginkan

extraction steambertekanan tinggi berubah menjadi cairan yang

bertekanan tinggi

5. Condensater pump : Memompa air kondensasi yang terkumpul pada

Deaerator untuk disirkulasikan kesistem.

6. Heater : Suatu pemanas yang berfungsi memanaskan air agar tidak

terjadi perbedaan temperature yang signifikan antara temperature air

dalam boiler dengan temperature air masuk dalam boiler.

7. Bioler feed pump : Pompa pengisi drum Boiler

11/04/2014

2

11/04/2014

3

11/04/2014

4

11/04/2014

5

11/04/2014

6

Sebagai catatan :

1. Desain WTP bisa berbeda-beda tergantung kualitas air baku yang tersedia dan produk yang diinginkan

2. WTP yang dibahas disini secara khusus adalah

Metode Desalination di PLTU Gresik dan MetodeReverse Osmosis di Banten Labuan

11/04/2014

7

Destillation

RO

Phisical treatment Sand filter

Activated carbon

Other filtration methods

Eksternal W TP

Ion exchange

Chemical treatment Chlorine

W TP Coagulation

Flocullation

Phisical treatment Deaerasi

Internal W TP

Chemical treatment Injeksi bahan k imia

Water treatment plant (WTP) ialahinstalasi sistem pengolahan air bakumenjadi air yang memenuhipersyaratan sesuai spesifikasi standarair pengisi boiler.

DEFINISI

11/04/2014

8

Pemakaian air di PLTU (disamping air pengisiboiler) :

� Air Umpan Boiler (Penambah/make-up water) � Air Cooler (pelumas turbin, pompa-pompa

kapasitas besar, kompresor, dll), bahan bakupada hydrogen dan chlorination plant

� Air Fire Fighting (pemadam kebakaran)� Air Potable (air minum)� Air Servis (kebutuhan sehari-hari)

SUMBER AIR

Air laut

TDS : 35000 – 60000 ppm (mg/liter)

Turbidity < 10 NTU

� NTU/ Nephelometrik Turbidity Units (unit kekeruhan nefelometrik): satuan ukuran untuk kekeruhan air. Pada dasarnya, ukuran kekeruhan air yang diukur oleh suatu nephelometer. Kekeruhan didasarkan pada jumlah cahaya yang tercermin dari partikel-partikel di dalam air.

� Total Dissolved solids (TDS) adalah “benda padat yang terlarut” yaitu semua mineral, garam, logam, serta kation-anion yang terlarut di air. Termasuk semua yang terlarut diluar molekul air murni (H2O). Secara umum, konsentrasi benda-benda padat terlarut merupakan jumlah antara kation dan anion didalam air. TDS terukur dalam satuan Parts per Million (ppm) atau ppb (part per billion)

11/04/2014

9

� Turbidity atau kekeruhan digunakan untuk menyatakan derajat kejernihan di dalam air yang disebabkan oleh bahan-bahan yang melayang. Kekeruhan ini biasanya terdiri dari partikel organic maupun anorganik, yang pada umumnya tidak terlihat dengan mata telanjang. Pengukuran kekeruhan ini adalah merupakan test kunci dari suatu kualitas air.

� Conductivity artinya adalah kemampuan menghantarkan panas, listrik dan suara. Semua logam kebanyakan penghantar yang baik karena terdiri dari electron- electron.

Dalam air atau benda yang berbentuk cair keadaan ini berbeda karena air terdapat pergerakan ion-ion. Efek ini dinamakan kesetrum (electric current).

Air murni atau air yang bagus adalah air yang susah dalam menghantar atau mengalirkan listrik, tidak seperti logam.

Mengapa air dapat

menyebabkan masalah ??

11/04/2014

10

� Ionic :

Kation : Ca2+, Mg2+, Na+, Fe3+, NH4+

Anion : Cl-, HCO3-, CO3

-, SiO2, SO42-

� Non ionic / bahan organik :

alkohol, phenol, aldehyde, ketone

� Particulate :

Suspended solid, Bahan koloid, mikrobiologi

� Gas :

CO2, O2, Cl2, N2, H2S

Proses perubahan air laut menjadi air tawar dapatdilakukan dengan dua metode yakni

1. Metode desalinasi dan

Pada metode desalinasi, air laut dipanaskan sampai

titik didihnya sehingga mengalami penguapan. Uap

dari pemanasan air laut kemudian didinginkan

sehingga dihasilkan air tawar.

2. Metode reverse osmosis.

Pada metode reverse osmosis, air laut mengalami

beberapa filtrasi hingga kandungan logamnya

berkurang dan menjadi air tawar.

11/04/2014

11

Demineralized water merupakan hasil dari proses demineralisasi. Pada proses demineralisasi, air

tawar hasil proses desalinasi atau proses reverse osmosis mengalami pemurnian pada mixed bed.

Di dalam mixed bed, air mengalami pertukaran ion sehingga dihasilkan produk air murni (H2O) sebagai air pengisi boiler.

I. METODE DESALINASI

Pada metode desalinasi, air laut dipanaskan sampai titikdidihnya sehingga mengalami penguapan. Uap daripemanasan air laut kemudian didinginkan sehinggadihasilkan air tawar.

Proses Water Treatment Plantdi PT. PJB UP. Gresik terbagimenjadi tiga yaitu :

1. Pretreatment

2. Desalination

3. Demineralalization

11/04/2014

12

1. PRE TREATMENTUntuk menyaring sampah-sampah yang terbawa air laut berukuranrelative besar.

Pada sea water inlet terdapat jala-jala yang ditujukan untuk menyaringsampah-sampah yang.

Pada ujung sea water inlet(Circulating Water Pump House) diinjeksikanchlorine dengan kadar 0,1 ppm (part per million) untuk membuat biota-biota laut yang sangat kecil menjadi pingsan dan tidak menempel padapipa-pipa. Biota laut yang menempel pada pipa-pipa akan menyebabkanpengerakan. Proses penginjeksian chlorine dilakukan secara kontinyu.

Air laut yang telah difilter dengan menggunakan jala-jala masihmengandung sampah-sampah kecil, agar tidak membuat kotor, menyumbat pipa, dan bahkan merusak alat-alat yang berhubunganlangsung dengan air laut maka air laut dilakukan filtrasi denganmenggunakan bar screen dan traveling band screen.

11/04/2014

13

2. Bar Screen Bar screen atau saringan kasar berfungsi untuk menyaring sampah ataukotoran berukuran relative besar, terutama potongan-potongan kayu, daun, plastik, dan kotoran sejenis.

Bar screen harus dibersihkan secara rutin, terutama apabila kotorannyaterlalu banyak. Jika kotoran pada bar screen yang berlebihan akanmenyebabkan debit air laut yang dipompa oleh CWP pump menjadiberkurang, berkurangnya debit air laut akan menyebabkan turunnyadebit air pendingin pada condenser.

Berkurangnya debit air pendingin pada condenser akan menyebabkanturunnya tekanan vacuum pada condenser dan berakibat berkurangnyadaya yang dapat dibangkitkan oleh PLTU

Pembersihan bar screen dilakukan secara manual, yaitu dengan diangkatdan dibersihkan dengan menggunakan tangan. Kotoran yangadadiangkat dan dibuang kemudian bar screen dibuka dan dibersihkandengan menggunakan kain lap katun. Apabila sudah bersih, bar screen dapat dipasang kembali. Proteksi yang dilakukan pada bar screen berupasacrificial anodeyakni dengan menggunakan Al anode dan Zn anode. Al atau Zn yang termakan oleh korosi sedangkan Material baja besi (Fe) tidak termakan.

3. Travelling screen

Traveling screen atau saringan putar berfungsi sebagai penyaringkotoran-kotoran yang lolos dari bar screen. Saringan putar ini dapatdibersihkan secara otomatis dengan menggunakan spray water yang dihasilkan dari screen wash pump dan dikontrol dengan timer. Perbedaan tinggi permukaan air sebelum dan setelah saringan dapatdiatur dengan menggunakan timer, salah satu yang mana tercapaiterlebih dahulu. Travelling band screen juga dilengkapi dengan proteksikatodik sama seperti bar screen yaitu aluminium anode yang dipasangpada frame.

11/04/2014

14

2. DESALINATION PLANT

Desalination plant merupakan suatu unit yang berfungsi untuk mengolahair laut menjadi air tawar yang akan digunakan sebagai bahan bakuproduksi PLTU dengan sistem penguapan.

Air tawar ini yang akan digunakan sebagai bahan baku produksi di unit PLTU (Pembangkit Listrik Tenaga Uap). Di dalam unit PLTUUP Gresik peran desalination plant sangat diperlukan untuk menyediakankebutuhan air yang akan digunakan untuk keperluan lain :

1) Boiler/ketel PLTU UP Gresik (kebutuhan air PLTU unit 1,2,3,4, kuranglebih 650 ton/hari)

2) Pendingin mesin/peralatan

3) Pemadam kebakaran

4) Service sehari-hari (kurang lebih 200 ton/hari)

� Didalam sistem kerja desalination plant, yang pertama diperhatikanadalah penurunan tekanan udara pada ruang pengolahan air (chamber/stage) yang lebih dikenal dengan vacuum.

� Dengan menurunnya tekanan udara pada chamber/stage, air laut tidakharus menunggu 100C untuk menguap dan mendidih. Untukmembuat vacuum pada ruang chamber dilakukan dengan cara men-spray uap ke ruang chamber,

� Proses Desalination Plant

1) Air laut dipompa oleh sea water pump dan difilter kemudian diinjeksianti foam untuk mencegah terjadinya buih dan diinjeksi anti scaling untuk mencegah terjadinya pengerakan. Kemudian air laut dialirkanmenuju tube stage terakhir sampai ke tube stage yang pertama.

2) Selanjutnya air laut masuk ke brine heater untuk dipanaskan dengantemperature antara 96C sampai 110C kemudian masuk ke stage no.1 hingga stage no.30. nantinya akan keluar bersama udara.

11/04/2014

15

� Pada waktu tersebut terjadi proses penguapan, karena adanya tertarikke atas lebih cepat dan menyentuh pipa laut yang temperaturnya lebihdingin sehingga terjadi kondensasi dan dinamakan distillate water.

4) Air laut yang tidak menguap dipompa dengan blowdown pump kemudian dikembalikan atau dibuang ke laut.

5) Untuk menghindari carry over (percampuran air kondensasi dan air laut) dipasang demister. Hasil air kondensasi ditampung dan mengalir kechamber distillate water, selanjutnya dipompa oleh distillate water pump menuju ke raw water modif tank kemudian ditampung di raw water

6) Steam yang memanaskan brine heater diambilkan dari unit PLTU, kondensasi steam di brine heater dinamakan condensate water.

7) Condensate water dari dan dialirkan kembali masuk ke evaporator selanjutnya dipompa oleh tank.

11/04/2014

16

Peralatan-peralatan desalination plant

1) Sea water pump, adalah pompa yang berfungsi sebagai penyedia air laut yang akan diproses di desalination plant dan juga dipakai untukproses vacuum unit.

2) Starting ejector, adalah peralatan yang berfungsi untuk menghisapudara atau membuang gas-gas yang ada didalam chamber untukmempercepat proses penguapan air laut.

3) Condensate pump, adalah pompa yang berfungsi untuk memompa air kondensasi dari brine heater.

4) Distillate water pump, adalah pompa yang berfungsi untukmemompa air hasil dari proses desalination plant (distillate water) untukdimasukkan ke RWT (Raw Water Tank)

5) Blow down pump, adalah pompa yang berfungsi untuk memompa sisaair laut yang tidak bisa menguap (tidak bisa diproses lagi) untuk dibuangke laut lagi.

6) Chemical injection pump, adalah pompa yang berfungsi untukmenginjeksikan bahan kimia anti foam dan anti scaling.

Air laut panas (brine heater) tersebut pada ruanganevaporator dikondensasikan dengan bantuan alatpembuat vacuum yang disebut ejector, sehingga terjadiperubahan fase dari fase uap menjadi fase air yang dinamakan air distillate.

Pada brine heater terjadi perubahan fase uap ke fase air yang dinamakan air condensate, sebagian air condensate dipompa dan disemprotkan dalam bentuk spray padaauxiliary steambrine heater yang bertujuan untukmenjaga temperatur auxiliary steam.

11/04/2014

17

Pada bagian ini mulai terjadi banyak permasalahan, karena air lautpenuh dengan polutan-polutan. Masalah-masalah yang sering dijumpaipada pengoperasian desalination plant diantaranya berkembangnyabiota laut atau kerang pada tube, pengerakan (scaling), korosi, danfoaming (pembusaan).

Pengerakan (scaling) merupakan masalah yang paling banyakmenimbulkan kerugian, karena terjadi pada pipa-pipa brine heater. Akibatnya dapat terjadi penurunan produk, karena menurunnyakapasitas pertukaran panas. Selain itu terjadi proses korosi dibawahdeposit (kerak).

Pengerakan dapat terjadi karena adanya kandungan bahan mineral tertentu pada air laut dan adanya reaksi kimia selama proses penguapan(evaporasi). Proses pengerakan dapat diatasi dengan membatasitemperature brinedan menambah bahan kimia inhibitor yang berfungsimencegah terjadinya pengerakan. Kedua cara tersebut dapat

dilaksanakan secara bersamaan.

Reaksi primer :

2HCO3 →CO2+ CO3-+ H2O

H2O + CO3-→2OH + CO2

Reaksi sekunder :

Mg+2+ 2OH →Mg(OH)2 (Brucite)

(pada temperature dan pH tinggi) (mengendap)

Ca+2+ CO3-→CaCO3(mengendap)

Ca2+2+ SO4-→CaSO4(Anhydrite)

• Anhydrite biasanya tidak menimbulkan masalah dan kurang larut padatemperature tinggi,

tapi memerlukan waktu yang lama untuk mengendap atau membentuk kerak.

• Hemydrate (CaSO4 x 0,5H2O) mengendap seketika begitu terbentuk dan paling sering ditemukan pada kerak evaporator

• Dehydrate (CaSO4.2H2O) kelarutannya relative lebih baik dibandingkanlainnya.

• Komponen pembentuk kerak lainnya adalah Mg6Fe(CO3)3.4H2O, SiO2, CaSiO3, atau MgSiO3

11/04/2014

18

Tahapan pembentukan kerak adalah pertama pembentukan CO3-dan OH-, kemudian akan mencapai titik jenuhnya pada temperature tinggi. Kedua, pembentukan inti kristal (nucleation). Dan ketiga, pertumbuhankristal. Pada tahap ketiga ini anion dan kation bergerak secara diffusimenuju inti kristal dan bergabung dalam lattice atau terjadipertumbuhan kristal.

Untuk mencegah terjadinya pengerakan (scale inhibitor) dengan caramenambahkan antiscale agent ke dalam air laut. Selama ini dikenalbeberapa scale inhibitor yang biasa digunakan yaitu H2SO4 dan inhibitor ambang batas (threshold inhibitor).

Ada tiga jenis threshold inhibitor, yaitu polyphosphate, phosphate, dan polycarboxylic.

Cara kerjanya dengan berfungsi sebagai growth inhibitor (pembatas pertumbuhan), menghambat dan menghentikanpertumbuhan yang terjadi pada kristal. Hasilnyapertumbuhan kristal diluar kebiasaannya, sehinggadihasilkan kristal bulat dan tidak mudah menempel sebagaikerak. Selain itu berfungsi pula sebagai dispersant, yaitupartikel padat seperti lumpur, debu, dan kristal CaCO3 dipertahankan dalam bentuk suspense, sehingga dengandemikian mencegah terbentuknya endapan yang mengerak.

11/04/2014

19

Kriteria pemilihan bahan kimia sebagai antiscale agent adalah :

1. Bahan kimia yang mempunyai kemampuan mendistorsi kristal. Mekanismenya dengan meningkatkan daya kelarutan kristal tersebut, dan mengubah bentuk struktur pertumbuhan kristal. Proses tersebutterjadi karena adanya bahan polimer yang mempunyai bentuk tidak

teratur dan masuk kedalam kisi-kisi kristal, yang dapat menahanterjadinya endapan yang mempunyai sifat struktur kimia yang getas dankeras.

2. Bahan kimia harus mempunyai sifat dispersant. Mekanismenya dapatmengabsorbsi atau menyerap pada permukaan kristal dan memberikanmuatan-muatan sejenis pada kristal tersebut, akibatnya partikel tetaptinggal diam sebagai suspensi.

3. Bahan kimia harus mempunyai sifat sequestren. Mekanismenyadengan mencegah ion dari keadaan normal, dengan cara membentuksenyawa ion komplek. Air hasil distilasi ataupun reverse osmosis disimpan dalam raw water tank.

Kualitas air hasil distilasi harus memenuhiparameter-parameter yang telah ditentukan. Parameter-parameter yang

dipertahankan dari hasil proses distilasi antara lain

Condensate :

CL- = <1000 ppb

Conductivity = <20 us/cm

11/04/2014

20

3. DEMINERALALIZATION

Air murni yang merupakan produk akhir daridesalination ataupun reverse osmosis plant, kemurniannya belum 100% karena masihmengandung polutan-polutan garam diantaranyaCO3. Selain itu masih mengandung basa yang tidakstabil, diantaranya NH4OH, yang selalu terbawa uapair dalam proses distilasi. Selain itu, masih terbawagaram-garam akibat proses carry over diantaranyaSiO2 dan NaCl.

Dalam hal ini, ion-ion positif akan diikat oleh resin kation, sedangkan ion-ion negatif akan diikat olehresin anion.

� Pada destilate water tersebut harus dilakukantreatment lagi, dengan harapan agar gas-gas yang terbawa air distillate sebagian dapat menguap. Caranya dengan memasukkan bahan baku ke dalamstorage tank atau raw water tank, hingga mendekatisuhu ambient (dari 40C hingga dibawah suhu 30C). Demineralisasi ialah proses penghilangan mineral-mineral yang terlarut di dalam air, umumnyamempergunakan media penukar ion yang dibedakanatas muatan listrik yang terkandung di dalamnyamenjadi penukar kation dan penukar anion. Hasil daridemineralisasi akan dihasilkan air murni H2O.

11/04/2014

21

Jenis penukar ion :

• Synthetic, bahan dasar silico-aluminat (bentonit)

• Bahan dasar zat organic polymer (resin)

Karakteristik penukar ion :

• Tidak boleh larut dalam air

• Diameter 0.5~1.5 mm (untuk memperbesar luas

permukaan)

• Mempunyai sifat mudah bertukar ion

Alat penukar ion (ion exchanger) sering disebut jugamixed bed dimana ada dua metode sistim demineralisasidengan mempergunakan resin, yaitu :

1) Single bed demineralizer

2) Mixed-bed demineralizer

� Dalam materi ini akan dibahas sistem penukar ion denganmetode mixed-bed demineralizer. Air destilat dipompakandengan mempergunakan destillate water booster pump, masuk kedalam kolom mixed-bed yang berisi resin kationdan anion (tercampur homogen).

� Pada waktu melewati resin terjadi pengambilan ion-ion yang menjadi pengotor yang terlarut dalam air destilat, ion positif diambil oleh resin kation dan ion negatif diambiloleh resin anion. Setelah melewati resin di dalam kolomresin, air keluar dari bagian bawah sebagai air produkmixed-bed demineralizer yang merupakan air bebasmineral disebut air demin (demine water), selanjutnyaditampung di dalam demine tank yang akan dipergunakansebagai air pengisi ketel (boiler feedwater) atau sebgai air penambah (make-up water).

11/04/2014

22

Reaksi pertukaran kation dan anion sebagai berikut.

1) Reaksi kation selama water treatment beroperasi :

(R-H2) + Ca(HCO3)2 →(R-Ca) + 2H2CO3

(R-H2) + Mg(HCO3)2 →(R-Mg) + 2H2CO3

(R-H2) + CaSO4 →(R-Ca) + H2CO4

(R-H2) + MgSO4 →(R-Mg) + H2SO4

(R-H2) + MgCl2 →(R-Mg) + 2HCl

(R-H2) + 2NaCl →(R-Na2) + 2HCl

(R-H2) + Na2SiO3 →(R-Na2) + H2SiO3

Resin yang dipergunakan selama pengoperasian mixed-bed mempunyai kapasitas penukaran (exchange capacity) yang terbatas, sehingga setelah dioperasikan pada volume tertenturesin akan mengalami kejenuhan, untuk mengembalikanresin pada kondisi semula sehingga siap dipergunakankembali maka resin harus diregenerasi. Regenerasi adalahmengaktifkan kembali resin yang sudah jenuh menjadiseperti semula.

2) Reaksi anion selama water treatment beroperasi

(R-OH)2+ H2SO4 →(R-SO4) + 2H2O

(R-OH) + HCl →(R-Cl) + H2O

(R-OH)2+ H2CO3 →(R-CO3) + 2H2O

(R-OH)2+ H2SiO3 →(R-SiO3) + 2H2O

11/04/2014

23

Caranya dengan melakukan injeksi HCL dan NaOH pada resin, sehingga R-C (Resin Cation) yang jenuh dapat bereaksi dengan HCl menjadi R dengan R-A (Resin Anion) menjadi R regenerasi terlebih dahulu harus diencerkan. HCl dari

8%, sedangkan NaOH dari 40% harus diencerkan menjadi 4 yang tidak terpakaidibuang bersama air buangan ke netralisasi tank.

Regenerasi dilakukan berdasarkan kejenuhan resin. Indikasinya adalah nilai

conductivity. Apabila nilai conductivity menunjukkan nilai 0,9 harus segeradilaksanakan regenerasi. Sering tidaknya proses regenerasi tergantung kualitaspolutan pada proses destilasi dan prose alami. Apabila mungkin tidak sampai 1 minggu harus sudah diregenerasi. Nilai conductivity dibawah 25, apabilaconductivity mencapai 25 regenerasi lebih cepat dilaksanakan bila conductivity masih 10, regenerasi biasanya masih lama.

Pada musim hujan polutan polutan yang terbawa berjumlahbanyak antara lain CO dari pabrik-pabrik disekitarlingkungan. Apabila conductivity naik, otomatis produk lagiakan tetapi dibuang. setting menjadi 0,9 untuk melindungisistem apabila sistem kontrol tidak dapat bekerja sempurna. Apabila conductivity mencapai 0,8 maka operator haruswaspada, dan bila naik menjadi 0,9 harus langsungdihentikan untuk dilakukan regenerasi kembali. Proses regenerasi diatur oleh sistem kontrol yang bekerja secaraotomatis, dan memberikan indikasi bahwa cycle kualitashasil yang jelek atau terjadi kelainan, akan dilakukan Artinyabila produk dari hasil regenerasi setelah diukur ternyataconductivity masih tinggi, Cation) yang jenuh dapat bereaksidengan HCl menjadi R-H kembali, dan NaOH bereaksi A (Resin Anion) menjadi R-OH kembali.

11/04/2014

24

� HCl dan NaOH yang digunakan untuk regenerasiterlebih dahulu harus diencerkan. HCl dari tank 32% harus diencerkan menjadi 78%, sedangkanNaOH dari 40% harus diencerkan menjadi 4-6%. Konsentrasi HCl dan NaOH yang tidak terpakaidibuang bersama air buangan ke netralisasi tank.

11/04/2014

25

� Regenerasi secara otomatis sudah terprogram dan tidakdapat diubah sesuai dengan kebutuhan. Karena itu dapatdilakukan regenerasi manual, yang prosesnya dilakukanoleh operator dan diawasi oleh bagian kimia. Regenerasisecara otomatis tidak tepat digunakan karena resin yang masih baru masih ada kulitnya, dan untuk mengelupaskulit tersebut harus dilaksanakan backwash lebih lama dengan pressure rendah, karena pressure tinggi dapatmenyebabkan resin menjadi terbuang. Pada regenerasiotomenit dan belum cukup lama untuk memisahkan resin baru dari kulitnya. Karena itu pada regenerasi manual proses backwash. Air hasil dari proses demineralisasiditampung dalam make up water tank. Air demineralisasinantinya digunakan sebagai air penambah pengisi boiler. Make up water diisikan ke sistem aliran air boiler melewatihot well pada condenser.

11/04/2014

26

II. METODE REVERSE OSMOSISPada metode reverse osmosis, air laut mengalami beberapa filtrasi hingga

kandungan logamnya berkurang dan menjadi air tawar.

1. SEAWATER PRETREATMENT

• Settling basin

• Filtering basin

• Seawater reservoir

• Multimedia filter (MMF)

• Active carbon filter (ACF)

2. BOILER WATER TREATMENT /

DESALINATION PLANT

• Cartridge filter

• Primary RO

• Secondary RO

• Mixed-bed demineralizer

TAHAPAN PROSES

� A settling basin, settling pond or decant pond are devices used to treat turbidity in industrial wastewater.

11/04/2014

27

PROSES

FUNGSI PERALATAN UTAMA

� Settling Basin

Untuk menghilangkan suspended solid/partikel yang kasardengan proses pengendapan (koagulasi-flokulasi)

� Filter Basin

Untuk menghilangkan suspended solid yang tidakterendapkan di settling basin dengan proses filtrasimenggunakan media pasir dan kerikil

� Reservoir tank

Menampung air laut yang telah melewati filter basin

� Chemical raw water pump

Mengalirkan raw water dari reservoir tank ke MMF

11/04/2014

28

� Multi Media Filter /MMF

Untuk menghilangkan zat-zat tersuspensi di dalam raw water menggunakan sand dan anthracite (batu bara kasar)

� Activated Carbon Filter /ACF

Untuk menghilangkan zat-zat organik dan Klorinmenggunakan karbon aktif dengan metode adsorpsi danreaksi kimia

- Cl2 + C + H2O ----� 2HCl + CO (rx.reduksi Cl2)

� Catridge Filter

Untuk menyaring kotoran/partikel yang masih terikutdalam air

� HPP Pri.RO

Mengalirkan raw water dari catridge ke Pri.RO

� Primary Reverse Osmosis

Untuk menghilangkan Dissolved solid, zat-zat organikberukuran kecil, logam dan garam-garam(konduktivity < 300 µS/cm)

� Fresh Water Tank

Untuk menampung produk/permeate dari Pri.RO

� HPP Secondary RO

Mengalirkan air dari fresh water tank ke Sec.RO

� Secondary Reverse Osmosis

Untuk menghilangkan Dissolved solid, zat-zatorganik berukuran kecil, logam dan garam-garam(konduktivity < 15 µS/cm)

11/04/2014

29

� Middle water tank

Untuk menampung produk dari Sec.RO

� Middle water pump

Mengalirkan air dari middle water tank ke Mixed Bed

� Mixed Bed

Menghilangkan ion-ion dari air agar kualitasnya sesuaiuntuk air umpan boiler ( konduktivity < 0,2 µS/cm/{micro siemen/cm})

� Demineralized water tank

Untuk menampung produk dari Mixed Bed

PARAMETER KUALITAS AIR

1. Turbidity

� Outlet filter basin < 5 NTU

� Outlet MMF < 1 NTU

2. Silt Density Index (SDI) < 4

(bentuk pengukuran/analisa kemampuan air untuk mengotori

di permukaan membrane)

3. Oksidasi Reduksi Potensial (ORP) = -200 s/d 300 mv

4. Konduktivity� Outlet Primary RO < 300 µS/cm

� Outlet Secondary RO < 15 µS/cm

� Outlet Mixed Bed < 0.2 µS/cm

5. SiO2 Outlet Mixed Bed < 0.02 ppm

11/04/2014

30

INJEKSI BAHAN KIMIA

� Koagulan (PAC) : untuk mempercepat terbentuknyaflok dan membantu proses pengendapan

� NaOCl : untuk membunuh mikroorganisme laut yang terbawa aliran raw water (menyebabkan biofouling)

� Koagulan : untuk membantu proses pengendapan non settleable solid

� Antiscale : untuk mencegah terbentuknya scale padamembran RO

� NaHSO3 : untuk mereduksi kandungan Cl2 yang tersisa (dapat merusak membran RO)

CLARIFIER (Pengendapan)

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

11/04/2014

31

Diagram Settling BasinReaction room

Sedimentation room

Suspended Matter :> 0.1 mm ���� Natural sedimentasi (Gravity)

< 0.1 mm ���� Flokulasi, coagulasi, sedimentation

Settling Basin

11/04/2014

32

Particle Size Vs Settling Time

Example Size Settling Time(1 meter fall)

mm mikron

Gravel 10.0000 10,000.0 1 sec.

Course Sand 1.0000 1,000.0 10 sec.

Fine Sand 0.1000 100.0 125 sec.

Silt 0.0100 10.0 108 min.

Bacteria - single cell 0.0010 1.0 180 hr.

Colloidal Matter 0.0001 0.1 755 days

Diagram Filter Basin

11/04/2014

33

Filter Basin

PRETREATMENT

11/04/2014

34

Multi Media Filter

Activated Carbon Filter

11/04/2014

35

MMF & ACF

Catridge Filter

11/04/2014

36

� Koagulasi adalah proses destabilisasi partikel-partikel dalam air dengan bantuan koagulan, sehingga terbentuk floc-floc yang lebih mudah diendapkan

� Flokulasi adalah proses pembentukan flok yang lebih besar dengan bantuan flokulan

� Jika filter basin telah jenuh, maka secara otomatis akan terjadi backwash dengan bantuan sistem siphon

� Osmosis adalah proses berpindahnya larutan dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi melalui membran semipermeable

� Reverse osmosis ialah proses pemurnian air dengan cara memberikan tekanan hydrostatic pada air umpan sehingga mampu menembus sel membrane permeable dan menghasilkan air murni.

� Metode : Penyaringan mempergunakan membrane permeabel.

REVERSE OSMOSIS

11/04/2014

37

Osmosis

Aplikasi tekanan luar (Hydrostatic Presssure)

- Aliran air menjadi terbalik : Pekat ke Murni

- Penambahan tekanan luar akan menghasilkan air produk (Permeate)

Prinsif Reverse Osmosis (RO) : Osmosis Balik

11/04/2014

38

CONTOH MEMBRANE RO CONTOH MEMBRANE RO CONTOH MEMBRANE RO CONTOH MEMBRANE RO

((((Semipermeable membraneSemipermeable membraneSemipermeable membraneSemipermeable membrane))))

1. Cellulose Acetate (CA) membrane :Bahan : Polymer

Keuntungan : Biaya murahKerugian : - Mudah rusak pada pH < 5 atau > 6.5- Temperature operasi harus rendah- Tekanan operasi tinggi

2. Thine Film Composite (TFC) membrane :Bahan :

- Polymer untuk surface skin- Polysulfone resin untuk sub layer

Keuntungan : - Rentang pH luas : 3.0 ~ 7.0- Temperature operasi lebih baik- Tekanan operasi 50% dari CA

Kerugian : Biaya investasi lebih mahal

Ada 2 tipe membran :- Cellulose Acetat (CA) - Thin Film Composite (TFC)

11/04/2014

39

INSTALASI MEMBRANEINSTALASI MEMBRANEINSTALASI MEMBRANEINSTALASI MEMBRANE

Istilah – istilah :

� Permeate/produk : adalah air yang dapat melewatimembran

� Reject/concentrate /brine : adalah air yang tidak dapatmelewati membran

� % salt rejection : adalah ukuran kemampuanmembran mencegah lewatnya garam-garam

� % salt passage : adalah banyaknya garam-garam yang lolos

� % recovery : adalah kemampuan air dalammemproduksi air bersih (permeate) dibandingkandengan air umpan yang masuk

11/04/2014

40

Karakteristik RO

� Primary RO

- % recovery : 40 %

- Konduktivity produk < 300 uS/cm

� Secondary RO

- % recovery : 90 %

- Konduktivity produk < 15 uS/cm

Permasalahan pada RO :

� Fouling (buntu karena menumpuknya suspended solid)

� Scaling (kerak)

� Damage (kerusakan)

RO cleaning dilakukan jika :

� Flow permeate turun lebih dari 15 %

� dP (Differential Pressure) naik lebih dari 15 %

(perbedaan tekanan antara tekanan masuk terhadap

tekanan keluar.)

� Salt passage naik lebih dari 5 - 10%

11/04/2014

41

Primary RO

Secondary RO

11/04/2014

42

DEMINERALIZER (MIXED BED)

混床简易流程图

Demineralizer adalah proses pemurnian air dengan proses ion exchange

(pertukaran ion) menggunakan bantuan resian kation dan resin anion.

Regenerasi mixed dilakukan jika :

� Counter up mencapai 3600 m3 (40 jam operasi)

� Konduktivity > 0,2 uS/cm

� SiO2 > 20 ppb

� Resin Kation diregenerasi menggunakan acid (HCl)

� Resin Anion diregenerasi menggunakan alkali (NaOH)

11/04/2014

43

Mixed BedMixed Bed adalah salah satu aplikasi demineralisasi dimana resin kation dan

resin anion dicampur dalan satu kolom. Hal ini akan meningkatkan efisiensi

peralatan. Namun juga harus lebih berhati-hati pada saat melakukan regenerasi.

Proses

Kation

Reaksi Demineralisasi :

� R-(SO3H)2 + Ca+2 R-(SO3)Ca + 2 H+

� R-(SO3H)2 + Mg+2 R-(SO3)Mg + 2 H+

Regenerasi :

� R-(SO3)2Ca + 2HCl R-(SO3H)2 + CaCl2

� R-(SO3)2Mg + 2HCl R-(SO3H)2 + MgCl2

11/04/2014

44

Anion

Reaksi Demineralisasi :

� R=NOH + H2SiO3 R=NHSiO3+ H2O

� R=NOH + H2CO3 R = NHCO3 + H2O

� R(=NOH)2 + H2SO4 R(=N)2SO4 + 2H2O

Regenerasi :

� R(=NHSiO3) + 2 NaOH R=NOH + NaSiO3 + H2O

� R=NHCO3 + NaOH R=NOH + NaHCO3

� R(=N)2SO4 + 2NaOH R(=NOH)2 + Na2SO4

TERIMA KASIH

11/04/2014

45

Tambahan

Source of Water

Tipe air TDS (ppm) Turbidity (NTU)

Air Permukaan 200 - 400 Musim hujan : 100 – 350Musim panas : 30 - 80

Air tanah 300 - 1000 15 - 20

Air laut 35000 - 60000 < 10

11/04/2014

46

Istilah – istilah

� SDI (Silt Density Index)

Adalah ukuran tersumbatnya suatu membran berporiberukuran 0,45 um setelah dilewatkan sejumlahsampel pada waktu tertentu

� ORP (Oxydation Reduction Potensial)

Adalah kecenderungan suatu spesies kimia untukmendapatkan elektron dari spesies lain sehinggaspesies tersebut mengalami reduksi

11/04/2014

47

Teori Water Treatment

11/04/2014

48