bumi dan menjadi air permukaan memiliki kadar bahan-bahan terlarut atau unsur hara yang sangat sedikit. Air hujan biasanya bersifat asam, dengan nilai pH sekitar
4,2. Hal ini disebabkan air hujan melarutkan gas-gas yang terdapat diatmosfer. Setelah jatuh ke permukaan bumi mengalami kontak dengan tanah dan melarutkan
bahan-bahan yang terkandung didalam tanah.
2. Air tanah Ground Water
Air tanah merupakan air yang berada dibawah permukaan tanah. Pergerakan air tanah sangat lambat, kecepatan arus berkisar antara 10
-10
-10
-3
mdetik. Karakteristik utama yang membedakan air tanah dari air permukaan adalah pergerakan yang sangat lambat dan waktu tinggal yang sangat lama, dapat
mencapai puluhan bahkan ratusan tahun. Karena pergerakan yang sangat lambat dan waktu tinggal yang lama tersebut, air tanah akan sulit untuk pulih kembali
jika mengalami pencemaran. Effendi, 2003
2.2. Silika SiO
2
Silika adalah salah satu senyawa kimia yang paling umum. Kristal silika murni ditemukan dalam alam dalam tiga bentuk polimorfis, yang paling umum
diantaranya kuarsa. Bentuk-bentuk silika merupakan beberapa dari struktur Kristal yang benar-benar penting, bukan saja karena silika sendiri merupakan zat
yang begitu melimpah dan berguna, tetapi strukturnya adalah unit yang mendasar dalam kebanyakan mineral. Kristal silika memiliki dua ciri-ciri utama yaitu:
Universitas Sumatera Utara
1. Setiap atom silika berada pada pusat suatu tetrahedron yang terdiri dari
empat atom.
2. Setiap atom oksigen berada ditengah-tengah antara dua atom silikon
Keenan, C, 2005
Silika bersifat tidak larut dalam air maupun asam dan biasanya berada dalam bentuk koloid. Silika terdapat pada hampir semua batuan dan mudah
mengalami pelapukan. Pada bagi perairan alami, silikon biasanya terdapat dalam bentuk asam silika. Silikon termasuk salah satu unsur yang esensial bagi makhluk
hidup. Keberadaan silika pada perairan tidak menimbulkan masalah karena tidak
bersifat toksik bagi makhluk hidup. Akan tetapi, pada perairan yang diperuntukkan bagi keperluan industri, keberadaan silika dapat menimbulkan
masalah pada pipa karena dapat membentuk deposit silika Effendi, 2003
2.3. Air Boiler
Air boiler adalah air dalam drum dan pipa-pipa pemanas pada boiler yang sedang dipakai untuk proses pengadaan uap.
Boiler adalah tungku dalam berbagai bentuk dan ukuran yang digunakan untuk menghasilkan uap lewat penguapan air untuk dipakai pada pembangkit
tenaga listrik lewat turbin, proses kimia, dan pemanasan dalam produksi. Sistem kerjanya yaitu air diubah menjadi uap. Panas disalurkan ke air dalam boiler, dan
uap yang dihasilkan terus-menerus. Feed water boiler dikirim ke boiler untuk menggantikan uap yang hilang. Saat uap meninggalkan air boiler, partikel padat
Universitas Sumatera Utara
yang terlarut semula dalam feed water boiler tertinggal. Partikel padat yang tertinggal menjadi makin terkonsentrasi, dan pada saatnya mencapai suatu level
dimana konsentrasi lebih lanjut akan menyebabkan kerak atau endapan untuk membentuk pada logam boiler.
Syarat umum air boiler dipaparkan pada tabel 1
Tabel 1. Syarat umum air boiler Parameter
Satuan Pengendalian Batas
pH Unit
10,5-11,5 Conductivity
µmhoscm 5000, max TDS
Ppm 3500, max
P-Alkalinity Ppm
- M-Alkalinity
Ppm 800, max
O-Alkalinity Ppm
2,5×SiO
2
T. Hardness Ppm
- Silika
Ppm 150, max
Besi Ppm
2, max Phospat residual Ppm
20-50 Sulfite residual
Ppm 20-50
pH condensate Unit
8,0-9,0
Susetyo, W, 1987
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.1. Boiler
2.3.1. Proses pengolahan air umpan boiler
Boiler yang canggih menginginkan perlakuan yang efisien dalam water treatment bahkan lebih lengkap dibandingkan dengan boiler lama. Teknologi
canggih telah diterapkan dengan berbagai cara baru sedangkan perlakuan lama tidak sesuai lagi. Keberhasilan dalam pengoperasian boiler tergantung pada
kondisi air umpan boiler. Apabila pengadaan air tidak dapat disesuaikan dengan persyaratan air boiler, maka perlu ditingkatkan usaha pemurnian air dengan
external treatment. Air baku diperoleh dari sumber, sebelum diolah perlu dibebaskan dari partikel-partikel berat seperti pasir, tanah, dan lumpur.
a. Pengendapan
Tujuan pengendapan ini ialah memberi kesempatan partikel-partikel besar untuk mengendap. Partikel yang lebih halus akan membutuhkan waktu endap
yang lebh lama. Pengendapan umumnya dilakukan pada bak yang terdiri dari bagian:
• Inlet zone yaitu bagian tempat masuknya air baku, dan pasir yang masuk
akan mengendap.
Universitas Sumatera Utara
• Settling zone yaitu daerah pengendapan suspensi dan dispersi dan bergerak
sesuai dengan aliran air. •
Bottom zone yaitu tempat pengumpulan lumpur dan bahan padatan untuk dibuang.
• Outlet zone yaitu tempat mengalirkan air ke unit pengolahan selanjutnya
dengan kadar lumpur dan pasir yang telah berkurang.
b. Penambahan flokulan
Senyawa yang terlarut dalam air akan menimbulkan kekeruhan, yang sulit diendapkan dalam waktu singkat. Senyawa tersebut mudah diendapkan dengan
penambahan flokulan seperti alumunium sulfat, alumunium klorida, ferro sulfat, dan sodium aluminat, yang pemakaiannya tergantung dari penggunaan air
tersebut. Fungsi flokulan yng ditambahkan pada air yaitu: •
Memperbesar persinggungan antara partikel halus dan membentuk partikel yang lebih besar sehingga sifat koloidal larutan menurun.
• Perbesaran molekul yang terjadi akan mendorong senyawa tersebut
mengendap.
c. Pelunakan
Alat ini berperan untuk menurunkan kesadahan air, biasanya menggunakan bahan penukar ion zeolit alam. Pelunakan banyak diterapkan pada
pemurnian air yang sedikit mengandung anion silika. Alat ini juga dapat menampung lumpur yang ada pada air, oleh sebab itu untuk mempertahankan
Universitas Sumatera Utara
kapasitas alat maka perlu dilakukan bak wash agar permukaan zeolit tidak tertutup oleh lumpur. Pelunakan akan jenuh apabila seluruh kation pada zeolit telah
dipertukarkan, oleh sebab itu perlu dilakukan regenerasi dengan garam Na
+
seperti NaCl.
d. Pengendalian external treatment
Mutu air pabrik bergantung pada kualitas sumber air dapat diperlakukan pemurnian air, yang berpengaruh terhadap pemilihan alat dan instalasi pengolahan
air dan proses pemurnian air. Pengendalian kualitas air berdasarkan pada tujuan penggunaan air, umumnya air diproses untuk menghasilkan air pengolahan,
kemudian didistribusikan sesuai dengan penggunaan untuk: •
Air pengolahan, yang memerlukan air yang bebas dari logam-logam katalisator perusak minyak sawit, dan senyawa-senyawa yang dapat
menurunkan mutu minyak sawit. •
Umpan boiler, yang memerlukan mutu khusus yakni bebas dari logam alkali tanah yang dapat menyebabkan pembentukan kerak pada boiler.
2.3.2. Kerak dan Deposit
Kerak dapat terbentuk dalam boiler yang disebabkan garam-garam sadah yang mengendap pada permukaan akibat pengaruh panas penguapan. Kerak dan
komposit merupakan hasil proses pembentukan beberapa gumpalan kecil yang bersatu dengan yang lainnya dan merupakan kumpulan dari beberapa kelompok
suspensi.
Universitas Sumatera Utara
Banyak dijumpai deposit pada boiler industri dalam bentuk kerak komposit yang terdiri dari beberapa unsur dan terikat satu dengan yang lainnya,
diperbaharui oleh kerak yang dibentuk oleh kombinasi karbonat, kalsium sulfat, magnesium hidroksida, alumunium dan silika. Kerak kalsium sulfat terbentuk
dengan dua faktor penyebab yakni: •
Akibat terjadinya penguapan didalam boiler, maka terjadi pemekatan kalsium sulfat dalam air boiler dan kemudian menjadi keras dan menjadi
kerak. •
Akibat adanya pemanasan terutama pada area panas pindah, timbul konsentrasi yang tinggi karena telah jenuh maka garam tersebut
mengendap dan akan menempel pada kerak yang terdapat pada tabung. Kerak yang menyelimuti permukaan boiler berpengaruh terhadap pindah
panas permukaan dan menunjukkan dua akibat utama yaitu berkurangnya panas yang dipindahkan dari dapur ke air yang terdapat dalam boiler, yang
mengakibatkan meningkatnya temperatur disekitar dapur, dan menurunnya efisiensi boiler.
2.3.3. Pembentukan kerak pada boiler
Apabila diketahui boiler telah mengandung lapisan kerak yang tebal akan mendapat masalah dalam pembersihannya. Pembersihan yang memuaskan adalah
dengan pemakaian bahan kimia: proses ini menggunakan asam dengan hati-hati sehingga tidak menimbulkan masalah pada boiler. Pembersihan kerak dengan
kimia memerlukan keahlian, akan tetapi personil yang tidak berpengalaman dalam hal boiler tidak boleh ditugasi membersihkan boiler dengan asam. Sekali-kali
Universitas Sumatera Utara
penumpukan yang menimbulkan pembentukan kerak dapat terjadi pada boiler melalui perlakuan:
− Menutup lubang blow down
− Kekurangan air dalam tabung
− Pembelokan pipa air pada package boiler
− Pembengkakan pada drum boiler
Air umpan diuapkan dalam boiler untuk menghasilkan steam dan air dalam boiler menjadi lebih pekat. Perlakuan yang tidak dapat mengukur dimana
air diambil bila dikeringkan akan membentuk garam. Pengukuran yang benar sangat diperlukan didalam penggunaan blow down boiler yang dibuang keluar,
sedang sisa didalam boiler diencerkan dengan air umpan. Jumlah perlakuan blow down yang dibutuhkan tergantung pada beberapa faktor antara lain bentuk boiler,
tekanan kerja, pemakaian uap Naibaho, 1998
2.4. Air Umpan Ketel
