Tahapan Filtrasi HASIL DAN PEMBAHASAN

136 penyaring Alley, 2007. Ukuran saringan yang dipilih adalah 13, 100, 125, 200, 250 dan 325 µm dengan diameter saringan 24 cm Lampiran 10. Proses filtrasi juga dapat menurunkan nilai silika. Tingginya nilai silika disebabkan oleh adanya dust yang mengandung silika yang ikut terbawa. Dengan filter yang baik maka dust tidak akan terbawa larut dan nilai kadar SiO 2 dalam air limbah tidak berubah atau bertambah. Untuk menurunkan nilai konduktivitas dapat dilakukan melalui pengenceran dengan menambahkan air demineral sebagai pengencer. Tingginya nilai konduktivitas disebabkan adanya penambahan aditif yang tidak tercampur sempurna pada saat proses produksi.

5.3 Tahapan Filtrasi

Pada tahapan ini dilakukan percobaan laboratorium dengan cara melakukan penyaringan terhadap air limbah yang keluar dari unit PCW. Penyaringan dilakukan dengan menggunakan penyaring berbahan metal dengan berbagai ukuran pori yaitu 13, 100, 125, 200, 250 dan 325 µm dengan diameter saringan 24 cm dengan variasi suhu 30, 50 dan 70 o C. Hasil yang diperoleh juga dibandingkan dengan ketentuan air demineral yang telah ditetapkan oleh PT. TPI kriteria air yang hendak digunakan sebagai berikut : Tabel 5 Parameter Air Demineral PT. TPI Parameter Satuan Rata-rata Air limbah pH - 7-10 Konduktivitas µscm 10 Kadar SiO 2 mgL 0.1 TSS mgL Mendekati nol Sumber : Pinayungan, 2003 Hasil analisis laboratorium diketahui bahwa air buangan yang keluar dari PCW setelah disaring menunjukan nilai pH untuk masing - masing ukuran pori seperti tercantum dalam tabel 9 berikut : Tabel 6 Hasil pengamatan nilai pH 137 Ukuran Saringan µm Suhu o C Nilai pH 13 30 7.37 ± 0.026 50 7.36 ± 0.015 70 7.38 ± 0.021 100 30 7.37 ± 0.015 50 7.37 ± 0.026 70 7.37 ± 0.020 125 30 7.36 ± 0.015 50 7.37 ± 0.021 70 7.38 ± 0.010 200 30 7.37 ± 0.017 50 7.37 ± 0.012 70 7.37 ± 0.032 250 30 7.37 ± 0.017 50 7.37 ± 0.010 70 7.37 ± 0.012 325 30 7.37 ± 0.017 50 7.37 ± 0.023 70 7.37 ± 0.038 Air Demineral 7.08 ± 0.020 Data diatas menunjukan bahwa nilai pH setelah melalui penyaringan dengan menggunakan penyaring berbahan metal dengan berbagai ukuran memiliki nilai pH lebih besar dari 7, nilai tersebut tidak jauh berbeda bila dibandingkan dengan kontrol 7.39. Bila dibandingkan dengan standar ketentuan air demineral yang ditentukan oleh PT. TPI nilai pH 7-10 maka penyaringan dengan menggunakan bahan metal berbagai ukuran pori menunjukan hasil yang relatif sama dan berada dalam kisaran yang ditentukan. Uji statistik menunjukan perlakuan fisik berupa penyaringan dengan berbagai ukuran pori dan suhu tidak berpengaruh terhadap nilai pH, seperti terlihat pada grafik yang ditujukan pada Gambar 9: 138 Gambar 9 Hasil pengamatan nilai pH Nilai konduktivitas untuk masing masing ukuran pori berdasarkan hasil penelitian tercantum dalam Tabel 7 berikut : Tabel 7 Hasil pengamatan nilai konduktivitas Ukuran Saringan µm Suhu o C Nilai Konduktivitas µscm 13 30 9.57 ± 0.026 50 9.57 ± 0.015 70 9.58 ± 0.025 100 30 9.57± 0.010 50 9.57 ± 0.026 70 9.57 ± 0.020 125 30 9.56 ± 0.015 50 9.57 ± 0.021 70 9.58 ± 0.010 200 30 9.57 ± 0.017 50 9.57 ± 0.012 70 9.57 ± 0.032 250 30 9.57 ± 0.017 50 9.57 ± 0.012 70 9.58 ± 0.015 325 30 9.57 ± 0.017 50 9.57 ± 0.017 70 9.57 ± 0.032 Kontrol 10.7 ± 0.140 139 Hasil penelitian menunjukan terjadi peningkatan niai konduktivitas. Peningkatan tersebut disebabkan adanya penambahan zat aditif. Hasil uji statistik menunjukan bahwa ukuran pori dan suhu tidak berpengaruh terhadap nilai konduktivitas. Bila dibandingkan dengan kontrol nilai konduktivitas sebelum dilakukan penyaringan terjadi penurunan nilai konduktivitas dalam kisaran yang kecil. Bila dibandingkan dengan standar ketentuan air demineral yang ditentukan oleh PT. TPI nilai konduktivitas 10 µscm maka air buangan yang telah disaring masih memenuhi kriteria air demineral, namun nilai tersebut berada dekat dengan ambang batas yang ditentukan, seperti terlihat pada grafik dibawah ini: Gambar 10 Hasil pengamatan nilai konduktivitas Hasil analisis laboratorium diketahui bahwa air buangan yang keluar dari PCW setelah disaring menunjukan kadar silika untuk masing - masing ukuran pori seperti tercantum dalam tabel 8 berikut : Tabel 8 Hasil pengamatan kadar silika Ukuran Saringan µm Suhu o C Kadar silika mgL 13 30 0.001 ± 0.00 50 0.001 ± 0.00 140 70 0.002 ± 0.00 100 30 0.003 ± 0.00 50 0.003 ± 0.00 70 0.003 ± 0.00 125 30 0.011 ± 0.00 50 0.012 ± 0.00 70 0.010 ± 0.00 200 30 0.036 ± 0.00 50 0.036 ± 0.00 70 0.035 ± 0.00 250 30 0.081 ± 0.04 50 0.056 ± 0.02 70 0.057 ± 0.02 325 30 0.132 ± 0.00 50 0.131 ± 0.00 70 0.132 ± 0.00 Kontrol 1 . 840 ± 1.25 Hasil uji statistika menunjukan bahwa ukuran pori berpengaruh terhadap nilai silika. Hal ini dikarenakan sebagian besar silika telah tersaring. Bila dibandingkan dengan kontrol terjadi penurunan nilai silika. Bila dibandingkan dengan standar ketentuan air demineral yang ditentukan nilai silika 0.1 mgL saringan dengan ukuran pori 325 µm memiliki kadar silika diatas 0.1 mgL, sedangkan ukuran lainnya memiliki nilai dibawah 0.1 mgL, seperti terlihat pada grafik dibawah ini: Gambar 11 Hasil pengamatan kadar silika 141 Nilai TSS untuk masing masing ukuran pori seperti tercantum dalam tabel 9 berikut : Tabel 9 Hasil pengamatan nilai TSS Ukuran Saringan µm Suhu o C Nilai TSS mgL 13 30 12.81 ± 0.01 50 12.79 ± 0.01 70 12.00 ± 0.00 100 30 15.40 ± 0.01 50 15.41 ± 0.01 70 15.40 ± 0.00 125 30 57.70 ± 0.06 50 57.72 ± 0.01 70 57.73 ± 0.07 200 30 96.50 ± 0.02 50 97.77 ± 0.05 70 97.82 ± 0.02 250 30 127.26 ± 0.38 50 108.13 ± 0.08 70 107.93 ± 0.07 325 30 183.65 ± 0.34 50 175.80 ± 0.04 70 183.80 ± 0.04 Kontrol 0 Dari data diatas dapat dilihat bahwa semakin kecil ukuran pori semakin kecil nilai TSS. Bila dibandingkan dengan kontrol terjadi penurunan nilai TSS. Bila dibandingkan dengan standar ketentuan air demineral yang ditentukan oleh PT. TPI,Tbk nilai TSS mendekati 0 maka saringan dengan ukuran pori 13 µm merupakan saringan dengan nilai TSS yang paling mendekati nol. Hasil uji statistik menunjukan bahwa ukuran dari saringan memberikan pengaruh terhadap nilai TSS, seperti terlihat pada grafik pada Gambar 12. 142 Gambar 12 Hasil pengamatan nilai TSS Secara keseluruhan bila dibandingkan dengan nilai air demineral yang ditetapkan oleh PT. TPI dapat dilihat bahwa pada saringan dengan ukuran pori 13, 100 dan 125, µm sudah memenuhi kriteria. Saringan dengan 200 dan 250 µm masih memiliki nilai TSS yang tinggi. Hingga saringan yang dapat digunakan adalah saringan ukuran pori 13, 100 dan 125 µm. Saringan yang akan digunakan yaitu saringan dengan ukuran pori 13 µm, karena saringan dengan ukuran tersebut menunjukan nilai kualitas terbaik. Nilai konduktivitas terendah yang diperoleh adalah 8.74 ± 0.055 µscm pada ukuran saringan 13 µm. Nilai tersebut masih mendekati batas yang ditentukan yaitu 10 µscm. Untuk menurunkan nilai konduktivitas maka perlu dilakukan pencampuran dengan air demineral yang diperoleh dari proses dimineralisasi. Pengaruh proses pencampuran antara air demineral dengan air limbah buangan dari unit PCW tank dapat dilihat pada tabel 10. 143 Tabel 10 Nilai konduktivitas hasil pencampuran air limbah dan air demineral Nilai Perbandingan Air Limbah : Air Demineral Nilai konduktivitas µscm 9:1 8.5 ± 0.01 8:1 8.3 ± 0.02 7:1 7.7 ± 0.00 6:1 7.3 ± 0.01 5:1 7.0 ± 0.01 4:1 6.8 ± 0.01 3:1 6.6 ± 0.00 2:1 6.2 ± 0.01 1:1 5.8 ± 0.05 Tabel 10 menunjukan penurunan nilai konduktivitas, nilai tertinggi adalah 8.5 µscm dan nilai terendah 5.8 ± 0.050 µscm. Diperoleh nilai tengah 7.11 yaitu pada perbandingan air limbah dan air demineral 5:1. Secara keseluruhan hasil penelitian bila dibandingkan dengan nilai akhir demineral yang ditetapkan oleh PT. TPI,Tbk saringan dengan ukuran pori 13, 100 dan 125 µm telah memenuhi kriteria, sedangkan saringan dengan ukuran 200, 250, dan 325 µm tidak memenuhi standar kriteria, karena memiliki nilai TSS yang tinggi. Berdasarkan penjelasan diatas saringan yang dapat digunakan pada penelitian ini ialah saringan dengan ukuran pori 13, 100 dan 125 µm. Berdasarkan hasil studi literatur diketahui bahwa semakin kecil ukuran pori suatu saringan berpengaruh terhadap laju kecepatan penyaringan. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju kecepatan penyaringan diantaranya adalah ukuran pori, ukuran padatan yang terdapat pada air limbah, dan banyaknya padatan pada air limbah dan fiskositas dari air limbah tersebut. Untuk mengetahui pengaruh ukuran saringan terhadap laju kecepatan penyaringan air limbah yang keluar dari unit PCW di PT. TPI dilakukan pengukuran debit air saat dilakukan penyaringan. Hasil pengamatan menunjukkan besar ukuran pori saringan tidak menunjukkan 144 perbedaan debit. Laju kecepatan penyaringan air limbah pada saringan dengan ukuran pori 13, 100 dan 125 µm adalah sebagai berikut: Tabel 11 Debit air berdasarkan ukuran pori. Ukuran Saringan µm Debit m3jam 13 11.4 ± 0.01 100 11.1 ± 0.01 125 10.9 ± 0.01 5.3.1 Model Alat Penyaring Terdapat berbagai macam teknologi alat yang dapat digunakan untuk melakukan proses pengolahan limbah dengan cara filtrasi. Penggunaan teknologi alat disesuaikan dengan kebutuhan dari proses pengolahan tersebut. Beberapa aspek yang dapat diperhatikan dalam pemilihan alat adalah : kapasitas pengolahan, kemudahan penggunaan alat, keefektifitasan dari alat dan aspek biaya. Pada penelitian dilakukan analisis terhadap dua alternatif jenis alat penyaring. Alat penyaring yang pertama berupa bag filter dan alternatif yang kedua ialah press filter. Dikarenakan proses produksi PT. TPI,Tbk berlangsung selama 24 jam tanpa henti, maka air buangan akan terus mengalir keluar dari unit PCW. Besarnya debit air yang keluar akan berbeda-beda tergantung pada besarnya produksi. Selama siklus produksi terus berjalan maka siklus air tidak akan berhenti. Hingga air yang keluar dari unit PCW akan dialirkan dan dipompakan masuk ke alat penyaringan. Setelah disaring air akan kembali dipompakan untuk masuk ke unit PCW kembali. Secara skematis dapat digambarkan sebagai berikut : 145 Gam bar 13 Diagram penerapan model reuse air pada unit PCW alternatif 1 Pemilihan bag filter dikarenakan bag filter lebih ekonomis dan tahan lama. Bag filter yang digunakan memiliki saringan berupa keranjang yang dapat menampung dust. Bag filter memiliki bahan dasar baja. Prinsip kerja dari alat ini ialah dengan menampung padatan berupa dust ke dalam saringan yang berupa keranjangkantung Abhishek Filter Technik, 2008. Kantung-kantung tersebut dapat menampung dust sebanyak 15-20 kg, apabila telah penuh dust dalam saringan harus dikeluarkan dengan cara manual. Agar pengambilan dust dapat dilakukan tanpa mengganggu proses penyaringan maka akan digunakan 2 bag filter. Kedua bag filter ini akan digunakan secara bergantian Lampiran 11 . Keterangan : Warna Hitam = Sistem saat ini Warna merah = Sistem tambahan yang akan diterapkan 146 Alternatif yang kedua yaitu dengan menggunakan press filter. Alat ini akan menampung dan mengolah air yang berasal dari unit PCW 1, 2 dan 3. Air dari ketiga unit ini akan dibawa dan digabungkan masuk ke dalam alat pengolahan, sebelum dikembalikan ke dalam sistem. Secara skematis diagram penerapan model reuse air pada unit PCW dapat dilihat pada Gambar 14. Alat ini memisahkan antara padatan dan air secara mekanik. Pada alat ini juga terdapat lima filter berbentuk lembaran yang beputar secara berkala sehingga dapat memisahkan antara limbah padat dan air limbah MEEEF 2006 Lampiran 12. Bila dibandingkan kedua alternatif diatas memiliki kelebihan dan kekurangan. Keuntungan penerapan alternatif pertama ialah lebih hemat dari segi biaya dan tidak membutuhkan tempat tertentu, sedangkan dari alternatif yang kedua lebih mudah dan praktis pada proses pemisahan padatan dari limbah. 147 Gambar 14 Diagram penerapan model reuse air pada unit PCW alternatif 2 5.3.2 Aspek Lingkungan Tujuan dari diterapkannnya sistem ini selain untuk memberi keuntungan dari segi ekonomi, juga melakukan penghematan dari aspek lingkungan. Penghematan dari aspek lingkungan yang diharapkan dari diterapannya sistem ini adalah penghematan penggunaan air, penghematan penggunaan bahan kimia, penghematan penggunaan listrik dan pengurangan beban pencemar berupa padatan dust ke lingkungan. Analisis penghematan dari aspek lingkungan akan dilihat dari perbandingan pencampuran air limbah yang digunakan kembali dengan air demineral dengan perbandingan 2:1 ; 5:1 dan 9:1. Clarifiying system PT.PTK Fresh Water Fresh Water Tank Demin System Bahan Kimia Demin Water Tank PCW Tank 1 Water pump PCW Tank 2 PCW Tank 3 Bag Penampung 148 5.3.2.1 Penghematan Penggunaan Air Penghematan penggunaan air yang dilakukan pada penelitian ini yaitu dengan melakukan proses reuse air dari unit PCW. Air yang telah diolah akan digunakan kembali pada unit tersebut. Penggunaan kembali air menyebabkan berkurangnya jumlah air tanah yang digunakan. Penggunaan air oleh PT. TPI,Tbk pada tahun 2007 adalah sebagai berikut: Tabel 12 Penggunaan air PT. TPI tahun 2007 Air Tanah m 3 Air Denimeral m 3 Air Limbah PCW m 3 132 139.6 114 904 61 320 Air yang digunakan pada percobaan ini adalah air limbah PCW tank, yaitu sebesar 61 320.01 m 3 tahun. Pada proses reuse air dilakukan proses pencampuran air limbah dengan air demineral dengan tujuan untuk menurunkan nilai konduktivitas. Perbandingan antara jumlah air limbah yang akan di reuse dengan air demineral adalah 2:1 ; 5:1 dan 9:1. Jumlah air limbah yang dapat digunakan kembali adalah 61 320 m 3 air limbah, dengan perbandingan air limbah dengan air demineral 2:1, air demineral yang dapat dihemat sebesar 35 260 m 3 tahun. Dengan penggunaan air demineral akan menyebabkan pengurangan penggunaan air tanah yang akan diolah menjadi air demineral. Air tanah yang dapat dihemat sebesar 30 660 m 3 tahun atau terjadi penghematan penggunaan air tanah sebesar 26.7 . Pada perbandingan air limbah dengan air demineral 5:1, air demineral yang dapat dihemat sebesar 49 056 m 3 tahun. Air tanah yang dapat dihemat sebesar 56 415 m 3 tahun atau terjadi penghematan penggunaan air tanah sebesar 42.7 , sedangkan pada perbandingan air limbah dengan air demineral 9:1, air demineral yang dapat dihemat sebesar 62 684 m 3 tahun. Air tanah yang dapat dihemat sebesar 54 507 m 3 tahun atau terjadi penghematan penggunaan air tanah sebesar 54.6 . Besarnya penghematan dapat dilihat pada tabel : 149 Tabel 13 Penghematan penggunaan air Perbandingan Air Tanah m 3 Air Demineral m 3 Persentasi 2:1 30 660 35 260 26.7 5:1 49 056 56 415 42.7 9:1 54 507 62 684 54.6 Berdasarkan data diatas dapat dilihat bahwa penghematan penggunaan air terbesar yaitu pada perbandingan 9:1 dan penghematan penggunaan air terkecil yaitu pada perbandingan 2:1. Penghematan penggunaan air pada perbandingan 9:1 27.9 lebih hemat dibandingkan dengan penghematan penggunaan air pada perbandingan 2:1 dan 11.9 lebih hemat dibandingkan dengan perbandingan 5:1. Perbandingan 5:1 lebih hemat 16 dibandingkan perbandingan 2:1. 5.3.2.2 Penghematan Penggunaan Bahan Kimia Pada proses pembuatan air demineral Lampiran 3 bahan kimia yang digunakan adalah NaOH dan HCl. Bahan kimia tersebut dibutuhkan untuk proses regenerasi kation dan anion exchange . Kebutuhan NaOH PT. TPI pada tahun 2007 adalah 61 905 kgtahun sedangkan kebutuhan HCl 135 031 kgtahun. Reuse air yang akan dilakukan akan menghemat penggunaan air demineral. Penghematan penggunaan air demineral akan mengurangi jumlah air demineral yang harus dihasilkan setiap tahunnya. Pengurangan jumlah air demineral yang harus diproduksi, akan mengurangi jumlah bahan kimia yang digunakan. Pengurangan penggunaan NaOH dan HCl yang dapat dilakukan adalah sebagai berikut : Tabel 14 Penghematan penggunaan bahan kimia Perbandingan NaOH Kg HCl m 3 Persentasi 2:1 16 518 36 031 26.7 5:1 24 170 57 649 42.7 9:1 29 366 64 055 54.6 150 Dari tabel 14 dapat dilihat bahwa dengan penerapan sistem ini pada perbandingan 9:1 dapat menghemat setengah dari penggunaan bahan kimia yang bias digunakan. Hasil perhitungan menunjukan perbandingan 9:1 lebih hemat 27.9 dibandingkan perbandingan 2:1 dan 11.9 lebih hemat dari perbandingan 5:1., sedangkan perbandingan 5:1 lebih hemat 16 dibanding perbandingan 2:1. 5.3.2.3 Penghematan Penggunaan Listrik Pengoperasian unit demineralisasi dilakukan secara batch process. Dimana setelah dihasilkan 200 m 3 air, akan dilakukan proses regenerasi dari kation dan anion exchange. Proses ini berlangsung selama 2 jam untuk setiap unit, menggunakan listrik sebesar 47.3 KW. Dalam konsumsi listrik pertahun untuk menjalankan unit ini adalah 408.7 KW Lampiran 13. Proses penerapan reuse air, dapat menggurangi besarnya penggunaan listrik yang dibutuhkan untuk melakukan proses demineralisasi. Proses penerapan reuse air, membutuhkan energi listrik sebesar 0.5 kwH 4380 KWtahun. Dengan menerapkan alternatif ini maka jumlah energi listrik yang dapat dihemat pada perbandingan penggunaan air limbah dan air demineral 9:1 ialah 46.4 atau 189 482 KWtahun. Pada perbandingan penggunaan air limbah dan air demineral 5:1 170 094 KWtahun atau 41.6 , sedangkan pada perbandingan penggunaan air limbah dan air demineral 2:1 penghematan yang terjadi sebesar 25.6 atau 104.67 KWtahun. Penerapan alternatif dengan perbandingan 9:1 lebih hemat 20.8 dibanding perbandingan 5:1 dan 4.8 lebih hemat dari perbandingan 2:1. Bila dibandingan antara perbandingan penggunaan air limbah dan air demineral pada perbandingan 5:1 dan 2:1, perbandingan 5:1 lebih hemat 16 . 5.3.2.4 Pengurangan Pembuangan Beban Limbah Padat Pada Lingkungan 151 Pada proses penyaringan air limbah terdapat dust limbah padat yang tersaring saat dilakukan proses penyaringan. Dust sendiri merupakan potongan pellet yang berupa serpihan sampai butiran timbul karena adanya proses pelletisasi. Apabila dibuang ke lingkungan dalam jumlah yang banyak dapat menimbulkan pencemaran lingkungan dan menurunnya kualitas lingkungan. Apabila dust tidak tersaring, dust akan terbuang ke laut dan apabila terjadi penumpukan dapat menyebakan pencemaran. Dust yang mengandung silika apabila terbuang ke laut kemungkinan besar akan termakan oleh organisme laut, dan terbawa pada proses rantai makanan hingga membahayakan bagi organisme Al-Mutaz I.S, 2004. Banyaknya dust yang dapat tersaring dengan diterapkannya sistem ini adalah sebagai berikut: Tabel 15 Jumlah dust yang dapat tersaring Ukuran Saringan µm Dust grL Dust per harikg 13 51.49 14.08 100 50.94 13.93 125 50.89 13.59 200 50.80 13.27 250 50.67 10.32 325 50.65 8.70 Selain dapat memperbaiki kualitas lingkungan dan mencegah proses pencemaran lingkungan, penyaringan dust juga mendatangkan keuntungan dari segi ekonomi. Dust memiliki nilai ekonomi sebesar Rp.350kg. Besarnya keuntungan ekonomi yang dapat diperoleh dengan melakukan pengumpulan dust untuk dijual kembali kepada pengumpul dapat dilihat pada tabel: Tabel 16 Nilai ekonomi dust berdasarkan ukuran saringan Ukuran Saringan µm Nilai ekonomi dusttahun Rp 13 1 798 595 100 1 780 015 125 1 737 243 200 1 695 336 250 1 318 806 325 1 121 542 152

5.4 Aspek Ekonomi