pengolahan air secara kimia ( reverse osmosis juga ada )

Leave a Comment


 

 

KOAGULASI

Koagulasi merupakan proses penggumpalan zat pengotor melalui suatu reaksi kimia setelah ditambahkan senyawa koagulan, yang mana terjadi proses destabilisasi partikel pengotor ( koloid )

Senyawa koagulan :

  • Kapur - Ca (OH)2
  • Tawas - Al2(SO4)3
  • Kaporit CaOCl2


 

Hasilnya yang berupa koagulan selanjutnya dapat dipisahkan melalui proses filtrasi maupun sedimentasi

 

Banyaknya koagulan tergantung pada jenis dan konsentrasi ion-ion yang terlarut dalam air olahan serta konsentrasi yang diharapkan sesuai dengan standar baku

 

untuk mempercepat proses koagulasi dalam air limbah maka dilakukan pengadukan dengan mixer statis maupun rapid mixer 


  • Impurities = Zat pengotor
  • Kapan kita butuh proses koagulasi? pada saat partikel" padatan tidak cukup mampu mengendap secara sedimentasi
  • Fungsinya? Untuk memperbesar / meningkatkan berat jenisnya, ketika berat jenisnya sudah tinggi, kemudian adanya proses flogulasi, maka dia akan mengendap 
  • Flocculation = proses pembentukan floc


AERASI

  • Aerasi merupakan suatu sistem oksigenasi melalui penangkapan oksigen dari udara pada air olahan yang akan di proses
  • Pemasukan oksigen ini bertujuan agar O2 di udara dapat bereaksi dengan kation yang ada pada air olahan
  • Reaksi katuon dan oksigen menghasilkan oksidasi logam yang sukar larut dalam air sehingga dapat mengendap


 

  • Proses aerasi juga berguna untuk menurunkan kadar besi ( Fe ) dan Magnesium ( Mg )
  • Kation Fe2+ atau Mg2+ bila diseburkan ke udara akan membentuk Oksida Fe3O3 dan MgO


 
 
 
 
 
  • 3 Jenis Proses Aerasi

 

BEBERAPA JENIS TEKNOLOGI PROSES DESALINASI AIR LAUT

  • DESTILASI
    • Multi Stage Flash
    • Multi Effect
    • Vapour Compression 
  • FILTRASI DENGAN MEMBRAN
    • Reverse Osmosis
    • Electrodialysis
  • PEMBEKUAN
    • Direct Freezing
    • Refrigearant Freezing
TUUAN :
  • Tujuan nya untuk menghilangkan kadar garam di air

CATATAN :
  • Pemulihan proses yang akan digunakan harus disesuaikan dengan lokasi pengolahan, kualitas air laut, penggunaann air hasil pengolahan dan lain sebagainya berdasarkan studi kelayakan
  • Mengingat semakin bertambahnya permintaan air baik untuk kehidupan manusia maupun industri, maka setiap negara perlu menyediakan air tawar yang murah walaupun biaya untuk pengadaan sumber energi semakin tinggi
  • Di beberapa negara maju berbagai penelitian dan pengembangan methode desalinasi telah dilakukan melalui upgrade metode, kombinasi metode dan lain sebagainya guna meningkatkan efisiensi dari pengolahan sistem desalinasi
 

DESTILASI
 
  • Pada proses destilasi, dilakukan pemanasan untuk menguapkan air laut. Uap yang dihasilkan di kondensasi sehingga diperoleh air tawar. Proses ini mampu menghasilkan air tawar dengan tingkat kemurnian yang sangat tinggi
  • Pembentukan air tawar dilakukan pada kondensor yang mana terjadi pertukaran panas antara lain umpan dengan air proses

  •  Faktor suhu dan tekanan akan menjadi parameter kunci dalam proses penguapan air laut
  • Air laut pada dasarnya dapat mendidih pada suhu 100^C dengan tekanan atmosfer. Namun air laut dapat dibuat mendidih dibawah suhu 100^C apabila tekanannya diturunkan menjadi 70^ C pada tekanan 0,7 bar
  • Tekanan dalam bejana turun akibat pemfaktoran dengan cara pemasasngan hooger ejector yang menggunakan aliran tekanan uap tinggi
 
MASALAH YANG BIASA TIMBUL SAAT DESTILASI :
  • masalah yang biasa timbul pada semua jenis sistem distilasi adalah timbulnya kerak dan karat pada peralatan
  • Korosi yang terjadi pada tube penukar panas evaporator menyebabkan efisiensi panas dan produksi air tawar akan berkurang karena jumlah penguapan air baku menurun ( dilihat dari harga performance ratio atau gained output ratio - GOR )
  • Dari sisi ekonomi adanya karat dapat menghabiskan biaya dan waktu yang tidak sedikit pada saat perbaikan atau membersihkan tube dengan asam
  • Kendala lain yang rawan terjadi adalah fungsi pem-vakuman yang tidak tercapai dengan baik

MULTI STAGE FLASH
 
  • Berkaitan dengan proses pengolahannya, air laut yang telah dipanaskan dialirkan ke dalam vessel bertekanan rendah. Sebagian dari air laut yang dipanaskan akan segera mendidih dengan mengambil uap panas dari sisa air laut, sehingga mengakibatkan penurunan temperatur sisa air laut tersebut. Fenomena ini disebut Flash Evaporation
  • sistem ini dibagi dalam beberapa tahap / stage. setiap stage selanjutnya dibagi menjadi bagian flash chamber yang terletak dibawah pemisah kabut dan bagian kondensor yang terletak diatas pemisah kabut
  • Ini adalah penggabungan 2 atau lebih peralatan destilasi, fungsinya adalah untuk meningkatkan efektifitas atau produktifitas dan pemurniannya juga

 

  • Air laut dialirkan dengan pompa kedalam bagian kondensor melalui tabung penukar panas
  • Hal ini menyebabkan terjadi pemanasan air laut oleh uap air yang terjadi dalam setiap flash chamber
  • Kemudian air laut dipanaskan dalam pemanas garam dan kemudian dialirkan ke dalam Flash chamber tahap pertama. Setiap tahap ( Stage ) dipertahankan dengan kondisi vakum tertentu dengan sistem vent ejector, dan beda tekanan antara tahap-tahap dipertahankan dengan sistem vent orifices yang terdapat pada vent penyambung pipa yang menyambungkan antar tahap (Stage)



  • Air yang terkondensasi biasanya disebut Destilat atau Air produk, yang dihasilkan dari pemanasan air laut secara bertahap yakni dari tahap bersuhu tinggi/ panas ke tahap bersuhu rendah dan dipisahkan dari tahap terakhir dengan pompa produk
  • Sejumlah penghilang kerak tertentu disuntikan ke dalam air laut sebelum masuk ke dalam tabung penukar panas

 

KEUNGGULAN SISTEM MSF 

  1. Tidak ada batasn ukuran yang tetap untuk setiap unit plant. Ukuran unit MSF dapat mencapai 100.000 ton/ Hari
  2. Modul-modul MSF dapat dirakit dipabrik perakitan dengan berat dapat mencapai 1.600 ton, dapat diangkut ke lokasi dalam satu blok tunggal
  3. Dapat digabungkan dengan instalasi pembangkit tenaga ( Steam atau gas turbin ) guna menghemat tenaga listrik atau biaya air
  4. Rancang bangun alat dapat dioptimasi untuk mendapatkan harga produksi air yang paling murah

 

 

REVERSE OSMOSIS


 

  • Sistem ini merupakan metode pengolahan air laut menjadi air tawar dengan membran osmosis balik
  • sering disebut sebagai proses Reverse Osmosis atau disingkat RO
  • Sebelum dipergunakan untuk keperluan industri yang besar, pada awalnuya RO dipergunakan untuk menghilangkan berbagai kontaminan yang berbeda pada pengolahan air minum skala kecil ( Rumah tangga )

 

PRINSIP DASAR OSMOSIS


 

  • Apabila dua buah larutan dengan konsentrasi rendah dan konsentrasi tinggi dipisahkan oleh membran semi permeable, maka larutan dengan konsentrasi yang rendah akan terdifusi melalui membran semi permeable tersebut masuk ke dalam larutan konsentrasi tinggi sampai sampai terjadi kesetimbangan konsentrasi. Fenomena tersebut dikenal sebagai Proses osmosis
  • Sebagai contoh misalnya, jika air tawar dan air laut ( asin ) dipisahkan dengan mebran semi permeable, maka air tawar akan terdifusi ke dalam air asin melalui membran semi permable tersebut sampai terjadi kesetimbangan
 
 
PRINSIP DASAR REVERSE OSMOSIS


  • Daya penggerak ( Driving force ) yang menyebabkan terjadinya aliran / Difusi air tawar ke dalam air asin melalui membran semi permeable tersebut dinamakan tekanan osmosis
  • Besarnya tekanan osmosis tersebut tergantung dari karakteristik membran temperatur air, dan konsentrasi garam yang terlarut dalam air
  • Tekanan osmotik normal air-laut yang mengandung TDS 35.000 ppm dan suhu 25^C sekitar 26,7 kg/cm2, dan untuk air laut di daerah timur tengah atau laut merah yang mengandung TDS 42.000 ppm, dan suhu 30 drajat celcius, tekanan osmotik adalah 32,7 kg//cm2

 

 


 

  • Apabila pada suatu sistem osmosis tersebut, diberikan tekanan yang lebih besar dari tekanan osmosisnya, maka aliran air tawar akan berbalik yakni dari air asin ke air tawar melalui  membran semi permeable, sedangkan garamnya tetap tertinggal di dalam larutan garamnya sehingga menjadi lebih pekat
  • Proses tersebut dinamakan osmosis balik ( reverse osmosis

 

 


 

  • Sistem penyaringan air reverse osmosis bekerja dengan menggunakan tekanan tinggi untuk memaksa air melalui elemen reverse osmosis membran semipermeabel
  • Membran RO terbuat dari film poliamida tebal yang mengandung pori-pori kecil dimana air dapat mengalir
  • Elemen RO membran memiliki ukuran lubang pori yang bervariasi dari 0,1 sampai 5000 nanometer ( nm ) bergantung pada penerapannya. Pori-pori di membran RO cukup kecil untuk membatasi senyawa organik seperti mineral dan garam, tetapi memungkinkan molekul air untuk melewatinya
  • Reverse Osmosis Membrane juga berpori dan cukup untuk menyaring penyebab penyakit pantogen dan bakteri dari air terbatas 

 

 


 

  • Didalam membran RO tersebut terjadi proses penyaringan dengan ukuran molekul, yakni partikel yang molekulnya lebih besar daripada molekul air, misalnya molekul garam dan lainnya, akant erpisah dan akan terikut ke dalam air buangan ( Reject water )
  • Oleh karena itu air yang akan masuk kedalam membran RO harus mempunyai persyaratan tertentu, misalnya:
    • Kekeruhan harus nol
    • Kadar besi harus < 0,1 mg/l
    • pH harus selalu terkendali
      Agar tidak terjadi pergerakan kalsium karbonat atau lainnya

 

 


 

Didalam prakteknya, Proses pengolahan air minum dengan sistem reverse osmosis terdiri dari dua bagian yakni unit pengolahan pendahuluan dan unit RO

  •  UNIT PENGOLAHAN PENDAHULUAN
    • Air baku yakni air laut, terutama yang dekat dengan pantai masih mengandung partikel padatan tersuspensi, mineral, plankton dan lainnya, sehingga air baku tersebut perlu dilakukan pengolahan pendahuluan sebelum diproses dialam unit RO,
    • Unit pengolahan pendahuluan tersebut terdiri dari beberapa peralatan utama yakni pompa air beku, baik koagulasi, flokulasi, tangki reaktor ( Kontraktor ), saringan pasir, filter mangan zeolit, dan filter untuk penghilangan warna ( Color removal ) dan filter Cartridge ukuran 0,5
  • UNIT RO
    • Unit RO terdiri dari pompa tekanan tinggi dan membran RO, serta pompa dosing untuk anti-scalant, dan anti-biofouling dan sterilisator ultraviolet ( UV ) 

 

 

FLOW PENGOLAHAN AIR ASIN SISTEM REVERSE OSMOSIS

 


UNIT PENGOLAHAN PENDAHULUAN


 


 
 
  • Air baku ( Air laut ) dipompa ke tangki koagulasi-flokulasi untuk mengendapkan zat-zat padat tersuspensi, yang mana selanjutnya ditampung di dalam tangki penampung
  • Dari bak penampung air laut dipompa ke Pressure Filter sambil di injeksi dengan larutan kalium permanganat agar zat besi atau mangan yang larut dalam air beku dapat di oksidasi menjadi bentuk senyawa oksida besi atau mangan yang tak larut dalam air
  • Setelah itu diinjeksikan larutan anti-scalant, Anti-biofouling yang berfungsi sebagai pencegah pengkaratan serta membunuh mikroorganisme yang dapat menyebabkan biofouling di dalam membran RO

 


 

  • Dari preasure filter, air dialirkan ke saringan filter multimedia agar senyawa besi atau kenangan yang telah teroksidasi dan juga padatan tersuspensi ( Suspended Solid = SS) yang berupa partikel halus, plankton, dan lainnya dapat disaring
  • Dengan adanya filter multimedia ini, zat besi atau mangan yang belum teroksidasi dapat dihilangkan sampai konsentrasi < 0,1 mg/l. Zat besi dan mangan ini harus dihilangkan terlebih dahulu karena zat-zat tersebut dapat menimbulkan kerak ( Scale ) didalam membran RO 
  • Dari filter multimedia, air dialirkan ke filter penghilang warna. Filter ini mempunyai fungsi untuk mengilangkan warna senyawa dalam air baku yang dapat mempercepat penyumbatan membrane RO
  • Setelah melalui filter penghilangan warna, air dialirkan ke Catridge Filter. yang dapat menyaring partikel dengan ukuran 0,5 um

 

UNIT RO


 

  •  Setelah melalui cartridge filter, air dialirkan ke unit RO dengan menggunakan pompa tekanan tinggi sambil diinjeksi dengan zat anti kerak dan zat anti-biofouling
  • Air yang keluar dari modul membrane RO ada dua jenis :
    • Air tawar
    • Air buangan garam yang telah dipekatkan ( Reject water )
  • Selanjutnya air tawar di pompa ke tangki penampung sambil dibubuhi dengan klorin dengan konsentrasi tertentu, agar tidak terkontaminasi kembali oleh mikroba, sedangkan air garamnya dibuang lagi kelaut 
 
 
 PERANGKAT PENGOLAHAN RO:
 

 
  • Rumah membran dari stainless steel terdiri dari 3 port koneksi:
    • Pangkalan ( Port ) saluran masuk air baku ( Feed-in )
    • Pangkalan ( Port ) saluran hasil olahan air tawar
    • Pangkalan ( Port ) saluran buang larutan garam pekat
  • Pre dan Post filter 
  • Pada proses RO, pemisahan air dari pengotornya didasarkan pada proses penyaringan dengan skala molekul
  • didalam proses desalinasi air laut dengan sistem osmosis balik, tidak memungkinkan untuk memisahkan seluruh garam dari air laut nya karena akan membutuhkan tekanan yang sangat tinggi
  • Pada praktiknya untuk menghasilkan air tawar, air asin atau air laut, maka dipompa dengan tekanan tinggi ke dalam suatu model membran osmosis balik yang mempunyai 2 buah pipa keluaran, yakni:
    • Pipa keluaran untuk air tawar yang dihasilkan
    • Pipa keluaran untuk air garam yang telah dipekatkan

 

 

 


  • Kontaminan yang dapat disaring oleh membran RO adalah:
    • Arsenik
    • Berilium
    • Klorida
    • Radium
    • Uranium
    • Natrium
    • Klorida
    • Pestisida dan Herbisida
    • Radon
    • Hidrogen Sulfida
    • Besi
    • Mangan
    • beberapa bahan kimia organik yang mudah menguap

 

KEUNGGULAN SISTEM REVERSE OSMOSIS

  • Keunggulan sistem RO:
    1. Konsumsi energi sangat rendah ( Persen recovery lebih kecil )
    2. Pengoperasiannya dilakukan pada suhu kamar, tanpa adanya perangkat instalasi penambah uap, dsb
    3. Pengoperasian alat mudah dalam memperbesar kapasitas desalinasi 

 

 

APLIKASI TEKNOLOGI DESALINASI DI DUNIA


 

Dari 12.500 pabrik desalinasi yang beroperasi atau sedang dibangun di seluruh dunia, sejumlah 60% nya berlokasi di Timur Tengan dan Afrika Utara ( Mena )

Dalam satu hari, arab saudi mampu memperoleh sekitar 24 juta m3 air dari desalinasi di Teluk Persia

Disini, metode desalinasi yang dipilih adalah MSF karena kemampuannya untuk beroperasi dalam hubungannya dengan lombah panas air dari pembangkit listrik ( mengingat minyak yang berlimpah di Arab Saudi )

0 komentar:

Posting Komentar