= 3.618,1214 kgjam - 723,6243 kgjam = 2.894,4971 kgjam Jumlah air yang harus ditambahkan dari menara air untuk dijadikan tambahan air pendingin dan
air domestik adalah : = Total air + kehilangan air pendingin bekas
= 4.016,1156 + 723,6243 = 4.739,7399 kgjam Untuk faktor keamanan pada waktu pemompaan air sungai ditambahkan sebanyak 10 dari
jumlah air yang dipompakan. Maka banyak air yang dipompakan dari sungai adalah : = 1 + 0,1 x 4.739,7399 kgjam
= 5.213,7139 kgjam Sumber air untuk pra rancangan pabrik pembuatan phthalic acid anhydride ini berasal dari
Sungai Deli, daerah Labuhan, Sumatera Utara. Debit air sungai 12 m
3
detik Bapedal Sumut, 22 September 2006. Kualitas air sungai Deli dapat dilihat pada tabel 7-2 di bawah ini.
Tabel 7-2 Kualitas air sungai Deli
Parameter Satuan
Keterangan
Debit Total Amonia NH
3
Besi Fe -N
Cadmium Cd Clorida Cl
Mangan Mn Calcium Ca
Magnesium Mg Oksigen terlarut O
2
Seng Zn Sulfat SO
4
Tembaga Cu Timbal Pb
Hardness CaCO
3
m
3
mgL detik
mgL mgL
mgL mgL
mgL mgL
mgL mgL
mgL mgL
mgL mgL
12 0,0005
0,42 0,023
60 0,028
45 28
5,66 0,0004
42 0,01
0,648 95
Lokasi Sampling : Sungai Deli
Sumber : Laporan Baku Mutu Air, Bapedal SUMUT, 22 September 2006
7.2. Unit Pengolahan Air
Universitas Sumatera Utara
Kebutuhan air untuk pra rancangan pabrik pembuatan phthalic acid anhydride diperoleh dari Sungai Deli, yang terletak di kawasan pabrik, untuk menjamin kelangsungan penyediaan air,
maka di lokasi pengambilan air dibangun fasilitas penampungan air water intake yang juga merupakan tempat pengolahan awal air sungai. Pengolahan ini meliputi penyaringan sampah dan
kotoran yang terbawa bersama air, selanjutnya air dipompakan ke lokasi pabrik untuk digunakan sesuai dengan keperluannya. Pengolahan air terdiri dari beberapa tahap yaitu Degremont, 1991 :
1. Screening
2. Klarifikasi
3. Filtrasi
7.2.1. Klarifikasi Klarifikasi merupakan proses penghilangan kekeruhan di dalam air dengan cara
mencampurkannya dengan larutan Al
2
SO
4 3
dan Na
2
CO
3
soda abu. Larutan Al
2
SO
4 3
berfungsi sebagai koagulan utama dan larutan Na
2
CO
3
Dalam hal ini, pH menjadi faktor yang penting dalam penyingkiran koloid. Kondisi pH yang optimum penting untuk terjadi koagulasi dan terbentuknya flok-flok flokulasi.
Koagulan yang biasa dipakai adalah larutan alum Al sebagai bahan
koagulan tambahan yaitu berfungsi sebagai bahan pembantu untuk mempercepat pengendapan dan penetralan pH. Pada bak Clarifier, akan terjadi proses koagulasi dan
flokulasi. Tahap ini bertujuan untuk menyingkirkan suspended solid dan koloid Degremont, 1991.
2
SO
4 3
. Sedangkan koagulan tambahan dipakai larutan soda abu Na
2
CO
3
Selanjutnya flok-flok yang akan mengendap ke dasar clarifier karena gaya gravitasi, sedangkan air jernih akan keluar melimpah overflow yang selanjutnya akan masuk ke
penyaring pasir sand filter untuk penyaring. yang berfungsi sebagai bahan pembantu
untuk mempercepat pengendapan dan peenetralan pH.
Pemakaian larutan alum umumnya hingga 50 ppm terhadap jumlah air yang akan diolah, sedangkan perbandingan pemakaian alum dan abu soda = 0,54 Crities,2004.
Total Kebutuhan air = 5.213,7139 kgjam
Perhitungan alum dan abu soda yang diperlukan Pemakaian Larutan alum
= 50 ppm Pemakaian Larutan soda abu
= 0,54 x 50 = 27 ppm Crities,2004
Larutan alum AL
2
SO
4 3
yang dibutuhkan = 50.10
-6
= 0,2607 kgjam x 5.213,7139 kgjam
Larutan abu soda Na
2
CO
3
yang dibutuhkan = 27.10
-6
= 0,1408 kgjam x 5.213,7139 kgjam
7.2.2. Filtrasi
Universitas Sumatera Utara
Filtrasi dalam pemurnian air merupakan operasi yang sangat umum dengan tujuan menyingkirkan suspended solid, termasuk partikulat yang belum mengendap pada proses
klarifikasi Metcalf, 1984. Material yang digunakan dalam medium filtrasi dapat bermacam-macam : pasir, antrasit
crushed antra cite coal, karbon aktif granular, karbon aktif serbuk dan batu garnet. Penggunaan yang paling umum dipakai di Afrika dan Asia adalah pasir dan gravel
sebagai bahan filter utama, menimbang tipe lain yang cukup mahal Kawamura, 1991. Unit filtrasi dalam pra rancangan pabrik pembuatan phthalic acid anhydride ini
menggunakan media filtrasi granular sebagai berikut : 1. Lapisan atas terdiri dari pasir hijau green sand. Lapisan ini bertujuan memisahkan flok dan
koagulan yang masih terikut bersama air. Lapisan yang digunakan setinggi 24 in 60,96 cm 2. Selanjutnya digunakan medium berpori misalnya antrasit atau marmer pada lapisan kedua.
Pada pabrik ini digunakan antrasit setinggi 12,5 in 31,75 cm. 3. Lapisan bawah menggunakan batu krikilgravel setinggi 7 in 17,78 cmM.tcalf
Eddy,1991. Bagian bawah alat penyaring dilengkapi dengan strainer sebagai penahan. Selama
pemakaian, daya saing sand filter akan menurun. Untuk itu diperlukan regenerasi secara berkala dengan cara pencucian balik back washing. Dari sand filter, air di pompakan ke
menara air sebelum didistribusikan untuk berbagai kebutuhan. Untuk air domestik, laboratorium, kantin dan tempat ibadah, serta 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 kebutuhan Kaporit, CaClO Total kebutuhan air domestik = 361,8121 kgjam
2
Kaporit yang digunakan direncanakan mengandung klorin 70 Kebutuhan Klorin
= 2 ppm dari berat air Gordon,1968 Total kebutuhan kaporit
=
0,7 kgjam
361,8121 x
2.10
-6
= 0,001 kgjam 7.2.3. Demineralisasi
Air untuk ketel dan proses harus murni dan bebas dari garam-garam terlarut. Untuk itu perlu dilakukan proses demineralisasi, di mana alat deminerlisasi dibagi atas:
a. Penukar kation Berfungsi untuk mengikat logam-logam alkali dan mengurangi kessadahan air yang
digunakan. Proses yang terjadi adalah pertukaran antara kation Ca, Mg, dan Mn yang larut dalam air dengan kation hidrogen dan resin. Resin yang digunakan bertipe Gel dengan merek
IR-122 Lorch, 1981. Reaksi yang terjadi :
2H
+
R + Ca
2+
Ca
2+
R + 2H
+
Universitas Sumatera Utara
2H
+
R + Mg
2+
Mg
2+
R + 2H 2H
+ +
R + Mn
2+
Mn
2+
R + 2H Untuk regenerasi dipakai H
+ 2
SO
4
Ca dengan reaksi :
2+
R + H
2
SO
4
CaSO
4
+ 2H
+
Mg R
2+
R + H
2
SO
4
MgSO
4
+ 2H
+
Mn R
2+
R + H
2
SO
4
MnSO
4
+ 2H
+
R Sungai Deli, Labuhan mengandung kation Fe
Perhitungan Kesadahan Kation
2+
, Mn
2+
, Zn
2+
, Ca
2+
Mg
2+
, Cu
2+
, Pb
2+
, dan Cd
2+
Laporan Baku Mutu Air, Bapedal Sumut, 22 September 2006. masing-masing 0,42 mgl, 0,028 mgl, 0,0004 mgl, 45 mgl, 28 mgl, 0,01 mgl, 0,648 mgl,
dan 0,023 mgl. Total kesadahan =
023 ,
648 ,
01 ,
28 45
0004 ,
028 ,
42 ,
+ +
+ +
+ +
+
= 74,1294 mgl x 1000 lm
3
= 74.129,4 mgm Jumlah air yang diolah
= 1.521,0220 kgjam
3
=
jam m
5276 ,
1 kgm
995,68 kgjam
1.521,0220
3 3
=
Kesadahan air = 1,5276 m
3
jam x 74.129,4 mgm
3
= 2.717.761,715 mghari = 2,7177 kghari x 24 jamhari
Jumlah air yang diolah = 1.521,0220 kgjam Perhitungan ukuran kation exchanger
Dari tabel 12.4, Nalco Water Treatment, 1988 diperoleh data-data sebagai berikut: -
Diameter penukar kation = 2 ft
- Luas penampang penukar kation
= 0,7854 ft -
Jumlah penukar kation = 1 unit
2
Total kesadahan air = 2,7177 kghari Volume resin yang diperlukan
Dari tabel 12.2, Nalco Water Treatment, 1988 diperoleh : -
Kapasitas resin = 25 kgft -
Kebutuhan regenerant = 10 lb H
3 2
SO
4
ft
3
Jadi, kebutuhan resin = resin
3
kgft 25
kghari 2,7177
= 0,1087 ft
3
Tinggi resin = hari
2 3
ft 0,7854
hari ft
0,1087
= 0,1384 ft Tinggi minimum resin adalah 30 in = 2,5 ft
Tabel 12.4, Nalco Water Treatment, 1988 Sehingga volume resin yang dibutuhkan = 2,5 ft x 0,7854 ft
2
= 1,96 ft
3
Universitas Sumatera Utara
Waktu regenerasi H
2
SO
4
hari kg
ft kg
x ft
7177 ,
2 25
96 ,
1
3 3
= = 18,03 hari = 432,7188 jam
Kebutuhan regenerant H
2
SO
4
3 3
25 10
ft kg
ft lb
= 2,7177 kghari x = 1,0871 lbhari = 0,4931 kghari
. = 0,0205 kgjam
b. Penukar Anion Penukar Anion berfungsi untuk menukar anion negative yang terdapat dalam air dengan ion
hidroksida dari resin. Resin yang digunakan bermerek IRA-410. Resin ini merupakan kopolimer stirena DVB Lorch, 1981. Reaksi yang terjadi :
2ROH + SO
4 2-
R
2
SO
4
+ 2OH ROH + Cl
- -
RCl + OH Untuk regenerasi dipakai larutan NaOH dengan reaksi :
-
R
2
SO
4
+ 2 NaOH NaSO
4
RCl + NaOH NaCl + ROH
+ 2ROH
Sungai Deli, Labuhan mengandung Anion Cl Perhitungan kesadahan Anion
-
, SO
4 -
, dan NH
4 -
Laporan Baku Mutu Air, Bapedal Sumut, 22 September 2006. sebanyak 60 mgl, 42 mgl,
dan 0,0005 mgl Total kesadahan Anion
=
l mg
0005 ,
42 60
+ +
= 102,0005 mgl x 1000 lm
3
= 102.000,5 mgm Jumlah air yang diolah = 1.521,0220 kgjam
3
Kesadahan air = 1,5276 m
3
jam x 102.000,5 mgm
3
= 3.739.583,131 mghari = 3,7395 kghari x 24 jamhari
Jumlah air yang diolah = 1.521,0220 kgjam Perhitungan ukuran anion exchanger
Dari tabel 12.3, Nalco Water Treatment, 1988, diperoleh : -
Diameter penukar anion = 2 ft -
Luas penampang penukar anion = 0,7854 ft -
Jumlah penukar anion = 1unit
2
Total kesadahan air = 3,7395 kghari Volume resin yang diperlukan
Dari tabel 12.7, Nalco Water Treatment, 1988, diperoleh : - Kapasitas resin = 12 kgft
- Kebutuhan regenerant = 5 lb NaOHft
3 3
Jadi, kebutuhan resin = resin
3
12 3,7395
ft kg
hari kg
= 0,3116 ft
3
hari
Universitas Sumatera Utara
Tinggi resin =
2 3
7854 ,
3116 ,
ft hari
ft
= 0,3968 ft Tinggi minimum resin adalah 30 in = 2,5 ft Nalco Water Treatment, 1988
Sehingga volume resin yang dibutuhkan = 2,5 ft x 0,7854 ft
2
= 1,96 ft Waktu regenerasi =
3
hari kg
ft kg
x ft
3,7395 12
96 ,
1
3 3
= 6,2896 hari = 150,95 jam
Kebutuhan regenerant NaOH = 3,7395 kghari x
3 3
12 5
ft kg
ft lb
= 1,5581 lbhari = 0,7067 kghari = 0,0294 kgjam
7.3. Kebutuhan Bahan Kimia
