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