M
3+
+ 3H
2
O MOH
3
+ 3 H Dalam hal ini, pH menjadi faktor yang penting dalam penyingkiran koloid.
Kondisi pH yang optimum penting untuk terjadinya koagulasi dan terbentuknya flok- flok flokulasi. Dua jenis reaksi yang akan terjadi adalah Degremont, 1991 :
Al
2
SO
4 3
+ 6 Na
2
CO
3
+ 6 H
2
O 2 AlOH
3
+ 12 Na
+
+ 6 HCO
3 -
+ 3 SO
4 3-
2 Al
2
SO
4 3
+ 6 Na
2
CO
3
+ 6 H
2
O 4 AlOH
3
+ 12 Na
+
+ 6 CO
2
+ 6 SO
4 3-
Reaksi koagulasi yang terjadi : Al
2
SO
4 3
+ 3H
2
O + 3 Na
2
CO
3
2 AlOH
3
+ 3 Na
2
SO
4
+ 3 CO
2
Selain penetralan pH, soda abu juga digunakan untuk menyingkirkan kesadahan permanen menurut proses soda dingin menurut reaksi Degremont, 1991 :
CaSO
4
+ Na
2
CO
3
Na
2
SO
4
+ CaCO
3
CaCl
4
+ Na
2
CO
3
2 NaCl + CaCO
3
Setelah pencampuran yang disertai pengadukan maka akan terbentuk flok- flok yang akan mengendap ke dasar clarifier karena gaya grafitasi, sedangkan air
jernih akan keluar melimpah overflow yang selanjutnya akan masuk ke penyaring pasir sand filter untuk penyaringan.
Pemakaian larutan alum umumnya hingga 50 ppm terhadap jumlah air yang akan diolah, sedangkan perbandingan pemakaian alum dan abu soda = 1 : 0,54
Crities, 2004.
Perhitungan alum dan abu soda yang diperlukan: Total kebutuhan air
= 3885,5275 kgjam Pemakaian larutan alum
= 50 ppm Pemakaian larutan soda abu
= 0,54 × 50 = 27 ppm Larutan alum yang dibutuhkan
= 50.10
-6
× 3885,5275 = 0,194 kgjam Larutan abu soda yang dibutuhkan
= 27.10
-6
× 3885,5275 = 0,105 kgjam
7.1.4 Filtrasi SF
Filtrasi berfungsi untuk memisahkan flok dan koagulan yang masih terikut bersama air. Penyaring pasir sand filter yang digunakan terdiri dari 3 lapisan, yaitu:
a. Lapisan I terdiri dari pasir hijau green sand
b. Lapisan II terdiri dari anterakit
Universitas Sumatera Utara
c. Lapisan III terdiri dari batu kerikil gravel
Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan. Selama pemakaian, daya saring sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan
regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik back washing. Dari sand filter, air dipompakan ke menara air sebelum didistribusikan untuk berbagai
kebutuhan. Untuk air proses, masih diperlukan pengolahan lebih lanjut, yaitu proses
demineralisasi dan deaerasi. Untuk air domestik, laboratorium, kantin, tempat ibadah, dan poliklinik, dilakukan proses klorinasi, yaitu mereaksikan air dengan klor
untuk membunuh kuman-kuman di dalam air. Klor yang digunakan biasanya berupa kaporit, CaClO
2
.
Perhitungan kaporit yang diperlukan: Total kebutuhan air yang memerlukan proses klorinasi = 824 kgjam
Kaporit yang digunakan direncanakan mengandung klorin 70 Kebutuhan klorin
= 2 ppm Gordon, 1968
Total kebutuhan kaporit = 2 ×10
-6
× 8240,7 = 0,0024 kgjam
7.1.5 Demineralisasi
Air umpan ketel uap pada reaktor harus murni dan bebas dari garam-garam terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi. Alat demineralisasi dibagi
atas:
7.1.5.1 Penukar Kation Cation Exchanger CE
Penukar kation berfungsi untuk mengikat logam-logam alkali dan mengurangi kesadahan air yang digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran
antara kation Ca, Mg dan kation lain yang larut dalam air dengan kation dari resin. Resin yang digunakan bertipe gel dengan merek IRR–122 Lorch, 1981.
Reaksi yang terjadi: 2H
+
R + Ca
2+
Ca
2+
R + 2H
+
2H
+
R + Mg
2+
Mg
2+
R + 2H
+
2H
+
R + Mn
2+
Mn
2+
R + 2H
+
Universitas Sumatera Utara
Untuk regenerasi dipakai H
2
SO
4
dengan reaksi: Ca
2+
R + H
2
SO
4
CaSO
4
+ 2H
+
R Mg
2+
R + H
2
SO
4
MgSO
4
+ 2H
+
R Mn
2+
R + H
2
SO
4
MnSO
4
+ 2H
+
R Perhitungan Kesadahan Kation
Air sungai Deli mengandung kation Fe
2+
, Pb
2+
, Mn
2+
, Cu
2+
, Ca
2+
, dan Mg
2+
masing- masing 0,873 ppm, 1,142 ppm, 0,154 ppm, 0,113 ppm, 43 ppm, dan 28 ppm
Tabel 7.2. Dimana 1 grgal = 17,1 ppm
Total kesadahan kation = 0,873 + 1,142 + 0,154 + 0,113 + 43 + 28 ppm = 73,282 ppm 17,1
= 4,2855 grgal Jumlah air yang diolah = 3061,5275 kgjam
=
3 3
galm 264,17
kgm 994,212
kgjam 3061,5275
= 813,4721 galjam
Kesadahan air = 4,2855 grgal × 813,4721 galjam × 24 jamhari × 10
-3
kggr =
83,6672 kghari
Ukuran Cation Exchanger Jumlah air yang diolah = 3061,5275 kgjam = 813,4721 galjam
Dari Tabel 12.4, The Nalco Water Handbook, 1988 diperoleh : - Diameter penukar kation
= 2 ft - Luas penampang penukar kation = 3,14 ft
2
- Jumlah penukar kation = 1 unit
Volume resin yang diperlukan Total kesadahan air = 83,6672 kghari
Dari Tabel 12.2, Nalco, 1988, diperoleh : - Kapasitas resin
= 25 kgrft
3
- Kebutuhan regenerant = 10 lb H
2
SO
4
ft
3
resin
Universitas Sumatera Utara
Kebutuhan resin =
3
kgft 25
kghari 83,6672
= 3,3467 ft
3
hari Tinggi resin =
14 ,
3 3,3467
= 1,0658 ft Tinggi minimum resin = 2,5 ft Tabel 12.4, Nalco, 1988
Sehingga volume resin yang dibutuhkan = 2,5 ft × 3,14 ft
2
= 7,850 ft
3
Waktu regenerasi =
kghari 83,6672
kgft 25
ft 7,850
3 3
= 2,3456 hari = 56,2944 jam
Kebutuhan regenerant H
2
SO
4
= 83,6672 kghari ×
3 3
kgrft 25
lbft 10
= 33,4669 lbhari = 0,6325 kgjam
7.1.5.2 Penukar Anion Anion Exchanger AE
Penukar anion berfungsi untuk menukar anion yang terdapat di dalam air dengan ion hidroksida dari resin. Resin yang digunakan bermerek IRA-410
Lorch,1981. Reaksi yang terjadi : 2ROH + SO
4 2-
R
2
SO
4
+ 2 OH
-
ROH + Cl
-
RCl + OH
-
Untuk regenerasi dipakai larutan NaOH dengan reaksi : R
2
SO
4
+ 2 NaOH Na
2
SO
4
+ 2 ROH RCl + NaOH
NaCl + ROH
Perhitungan Kesadahan Anion Air Sungai Deli, Labuhan mengandung Anion Cl
-
, SO
4 2-
, CN
-
, CO
3 2-
, masing- masing 8,7 ppm, 16 ppm, 0,0018 ppm, dan 87 ppm Tabel 7.2. Dimana 1 grgal =
17,1 ppm Total kesadahan anion
= 8,7 + 16 + 0,0018 + 87 ppm = 111,7018 ppm 17,1
= 6,532 grgal Jumlah air yang diolah
= 3061,5275 kgjam =
3 3
galm 264,17
kgm 994,212
kgjam 3061,5275
Universitas Sumatera Utara
= 813,4721 galjam Kesadahan air
= 6,532 grgal × 813,4721 galjam × 24 jamhari × 10
-3
kggr = 127,5264 kghari
Ukuran Anion Exchanger Jumlah air yang diolah = 3061,5275 kgjam = 813,4721 galjam
Dari Tabel 12.4 , The Nalco Water Handbook, diperoleh: - Diameter penukar anion
= 2 ft - Luas penampang penukar anion
= 3,14 ft
2
- Jumlah penukar anion = 1 unit
Volume resin yang diperlukan
Total kesadahan air = 127,5264 kghari Dari Tabel 12.7, The Nalco Water Handbook, diperoleh :
- Kapasitas resin = 12 kgrft
3
- Kebutuhan regenerant = 5 lb NaOHft
3
resin Jadi, kebutuhan resin =
3
kgrft 12
kghari 127,5264
= 10,6272 ft
3
hari
Tinggi resin =
14 ,
3 10,6272
= 3,3845 ft Tinggi minimum resin = 2,5 ft Tabel 12.4, Nalco, 1988
Volume resin = 3,3845 ft × 3,14 ft
2
= 10,6273 ft
3
Waktu regenerasi =
kghari 127,5264
kgft 12
x ft
10,6273
3 3
= 1 hari = 24 jam
Kebutuhan regenerant NaOH = 127,5264 kghari x
3 3
kgrft 12
lbft 5
= 53,136 lbhari = 1,0043 kg jam
7.1.6 Deaerator DE
Deaerator berfungsi untuk memanaskan air yang keluar dari alat penukar ion ion exchanger dan kondensat bekas sebelum dikirim sebagai air umpan ketel. Pada
deaerator ini, air dipanaskan hingga 90°C supaya gas-gas yang terlarut dalam air,
Universitas Sumatera Utara
seperti O
2
dan CO
2
dapat dihilangkan, sebab gas-gas tersebut dapat menyebabkan korosi. Pemanasan dilakukan dengan menggunakan koil pemanas di dalam deaerator.
7.2 Kebutuhan Bahan Kimia
Kebutuhan bahan kimia pada pabrik pembuatan Industrial Grade Silicon IGS adalah sebagai berikut:
1. Al
2
SO
4 3
= 0,194 kgjam 2. Na
2
CO
3
= 0,105 kgjam 3. Kaporit
= 0,0024 kgjam 4. H
2
SO
4
= 0,6325 kgjam 5. NaOH
= 1,0043 kgjam
7.3 Kebutuhan Listrik
Perincian kebutuhan listrik diperkirakan sebagai berikut: 1. Unit Proses
= 139 hp 2. Unit Utilitas
= 43 hp 3. Ruang kontrol dan laboratorium = 30 hp
4. Penerangan dan kantor = 30 hp
5. Bengkel = 20 hp
6. Perumahan = 100 hp
Total kebutuhan listrik = 139 + 43 + 30 + 30 + 20 + 100 = 352 hp × 0,7457 kWhp = 262,4864 kW
Efisiensi generator 80 , maka Daya output generator = 262,4864 0,8 = 328,108 kW
Untuk perancangan dipakai 2 unit diesel generator AC 600 kW, 220-240 Volt, 50 Hertz, 3 fase. 1 unit pakai dan 1 unit cadangan.
7.4 Kebutuhan Bahan Bakar
Bahan bakar yang digunakan untuk ketel uap dan pembangkit tenaga listrik generator adalah minyak solar karena minyak solar efisien dan mempunyai nilai
bakar yang tinggi.
Universitas Sumatera Utara
